Biologia

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  • 1. Cleuza Boschilia 2a Edição revista
  • 2. ExpedienteEditor Italo AmadioEditora Assistente Katia F. Amadio Assistente EditorialEdna Emiko NomuraRevisãoAna Maria de Carvalho Tavares, Liduína Santana, Maria Teresa Martins Furtado Revisão Técnica Daniela Lopes EscarpaElaboração do Encarte e Coordenação PedagógicaTânia Dias QueirozMapas e DiagramaçãoKid’s Produções Gráficas Projeto Gráfico Jairo SouzaIlustração Fabiana Fernandes, Glória Costa e Markus Steiger CapaAntonio Carlos Ventura Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)Boschilia, Cleuza Biologia : teoria e prática / Cleuza Boschilia ; [ilustradoresFabiana Fernandes, Gloria Costa, Markus Steiger]. 2. ed. rev.– São Paulo : Rideel, 2006. ISBN 85-339-0804-0 1. Biologia – Estudo e ensino I. Fernandes, Fabiana II.Costa, Gloria. III. Steiger, Markus. IV Título.05-9959 CDU-570.7Índice para catálogo sistemático:1. Biologia: Estudo e ensino : Guias 570.7© Copyright - Todos os direitos reservados àAv. Casa Verde, 455 – Casa VerdeCep 02519-000 – São Paulo – SPe-mail: [email protected] www.rideel.com.br Proibida qualquer reprodução, seja mecânica ou eletrônica, total ou parcial, sem prévia permissão por escrito do editor.2 4 6 8 9 7 5 3 1 0 1 0 6
  • 3. APRESENTAÇÃO Esta obra foi concebido para aqueles que almejam desenvolver ou con-cluir seus estudos de Biologia, para os que se preparam para participar dosprincipais vestibulares do país, e a todos que se interessam pela matéria. Éum livro completo e fiel aos conteúdos programáticos atuais e vigentes. Suaimportância está, também, em sua utilização como fonte de pesquisa, pois,além de a teoria ter sido apresentada de forma concisa e objetiva, foi distri-buída com o equilíbrio necessário para a sistematização dos estudos e dasconsultas. O conteúdo da obra está distribuído por vinte e quatro capítulos comlinguagem clara e objetiva, contextualizados além de gráficos, ilustrações efotos, que dialogam com o texto auxiliando na compreensão deles.Todos os capítulos receberam, ao final, testes e questões de vesti-bulares aplicadas pelas melhores instituições educacionais de EnsinoSuperior do país. Além dos conteúdos conceituais a obra é complementada pela seçãoBionotícias com o intuito de vincular os conteúdos apresentados com arealidade do mundo em que vivemos de forma a estimular a curiosidade e apermitir a compreensão do todo, desenvolvendo o pensamento crítico e aautonomia intelectual.Certamente esta obra será de grande valia para o leitor, seja estudanteou interessado, em geral, da Biologia e seus avanços. O Editor
  • 4. SUMÁRIOCapítulo 1 – Introdução à Biologia .................................................................................. 9Conceito de Biologia e sua importância, 9. O que é vida?, 9. Bionotícias – Divisões daBiologia, 11. Os níveis de organização dos seres vivos, 13. A origem da vida e a teoria gradualdos sistemas químicos, 14. Teorias da abiogênese e da biogênese, 16. Testes, 18. Questões, 20.Capítulo 2 – A célula ........................................................................................................ 21Microscópio e a descoberta da célula, 21. Bionotícias – Neurônios produzidos emlaboratório, 23. Teoria celular, 24. Aspectos gerais das células procarióticas e eucarióticas, 25Estudo comparativo entre células animais e vegetais, 26. Composição química dacélula, 27. Bionotícias – Alimentos transgênicos: riscos e benefícios, 29. Bionotícias –Comida a quilo: nem sempre a melhor opção, 31. Estudo da estrutura celular, 34. Testes, 45.Questões, 47.Capítulo 3 – Ácidos nucléicos ........................................................................................ 48Ácido desoxirribonucléico (DNA), 48. Bionotícias – Seqüenciamento do genoma abrenova era para o câncer, 50. Bionotícias – Gene da longevidade, 53. Testes, 57. Questões, 58Capítulo 4 – Ciclo celular ............................................................................................... 59Intérfase, 60. Divisão celular, 61. Testes, 70. Questões, 71.Capítulo 5 – Produção de energia da célula ................................................................ 72Respiração anaeróbica ou fermentação, 72. Respiração aeróbica, 76. Fotossíntese, 79.Testes, 83. Questões, 84.Capítulo 6 – Taxionomia dos seres vivos(classificando a diversidade biológica) .......................................................................... 85Sistema de classificação e nomenclatura, 86. Diversidade dos seres vivos e critérios deagrupamento dos reinos, 88. Testes, 88. Questões, 89.Capítulo 7 – Vírus: um caso à parte .............................................................................. 90Características gerais dos vírus, 90 Estrutura viral, 90. Principais viroses, 92. Bionotícias –Brasil quebra patente de remédio anti-Aids, 93. Testes, 98. Questões, 99.Capítulo 8 – Reino Monera ........................................................................................... 100Bactérias, 100. Bionotícias – Dicas para aprender, 102. Testes, 107. Questões, 108.Capítulo 9 – Reino Protista .......................................................................................... 109Protozoários, 109. Algas, 116. Testes, 119. Questões, 119.Capítulo 10 – Reino Fungi ............................................................................................ 120Doenças causadas por fungos, 125. Testes, 125. Questões, 126.
  • 5. Capítulo 11 – Reino Plantae ou Metaphyta – Os Vegetais ....................................... 127Critérios para classificar os vegetais, 127. Bionotícias – Desflorestamento, 137. Bionotícias –Tomate transgênico pode prevenir câncer, 141. Testes, 142. Questões, 143.Capítulo 12 – Histologia, Anatomia e Fisiologia Vegetal ......................................... 144Histologia, 144.Anatomia e fisiologia, 149. Raiz, 149. Caule, 153. Folha, 156. Hormônios vegetais,161. Fotoperiodismo, 164. Testes, 165. Questões, 166.Capítulo 13 – Reino animalia ou metazoa – os animais ........................................... 167Poríferos, 167. Cnidários, 170. Platelmintos, 173. Nematelmintos, 179. Anelídeos, 182.Artrópodes, 184. Bionotícias – Exemplo de sociedade organizada, 188. Moluscos, 192.Bionotícias – Dinossauros: ágeis como os pássaros, 193. Equinodermos, 195. Cordados, 196.Testes, 207. Questões, 208.Capítulo 14 – Fisiologia animal .................................................................................... 209Nutrição, 209. Reprodução, 236. Funções de relação, 243. Equilíbrio entre as funções, 250.Coordenação, 250. Testes, 263. Questões, 264.Capítulo 15 – Genética ................................................................................................. 266Conceitos fundamentais em genética, 266. Genealogia, 268. Importância da genética ehereditariedade, 269. Testes, 274. Questões, 274.Capítulo 16 – Os trabalhos de Mendel ....................................................................... 275O princípio da dominância, 276. A 1ª Lei de Mendel, 277. Proporções Mendelianas, 279. A 2ªLei de Mendel, 279. Testes, 283. Questões, 283.Capítulo 17 – Alterações das proporções mendelianas ........................................... 285Semidominância, 285. Genes letais, 286. Herança determinada por alelos múltiplos (Polialelia),288. Testes, 295.Capitulo 18 – Determinação genética do sexo e ligação ao sexo .......................... 296Determinação do sexo, 296. Principais aneuploidias: humana, 301. Herança ligada ao sexo,303. Herança ligada ao sexo no ser humano, 304. Herança restrita ao sexo, 306. Herançainfluenciada pelo sexo, 306. Testes, 307.Capítulo 19 – Interações entre genes ......................................................................... 308Interação gênica, 308. Herança quantitativa, 311. Pleiotropia, 313. Epistasia, 314. Testes, 315.Questões, 315.Capítulo 20 – Linkage e mapa gênico ......................................................................... 316Permuta ou recombinação gênica, 317. Testes, 320. Questões, 321.Capítulo 21 – Evolução ................................................................................................. 322Teorias e evidências da evolução, 322. Adaptação e seleção natural, 327. Neodarwinismo, 328.Bionotícias – Mata Atlântica, 329. Especiação ( Formação de novas espécies), 331. Eras geológicase origem dos grupos atuais, 332. Testes, 335. Questões, 335.
  • 6. Capítulo 22 – Ecologia .................................................................................................. 336Introdução, 336. Conceitos fundamentais em ecologia, 337. Sucessão ecológica, 337. Bionotícias– O petróleo em declínio, 339. Questões, 340.Capítulo 23 – Estrutura dos ecossistemas fluxo de energia ematéria ciclos biogeoquímicos .................................................................................... 341Direcionamento dos fluxos energético e da matéria, 343. Cadeias e teias alimentares, 343.Pirâmides ecológicas, 345. Bionotícias – O hidrogênio moverá o mundo, 346. Testes, 351.Questões, 351.Capítulo 24 – A interferência do homem e os desequilíbrios ecológicos ............. 352Poluição ambiental, 352. Efeito estufa, 353. Camada de ozônio, 354. Chuvas Ácidas, 355.Desmatamento, 355. Lixo urbano e poluentes radioativos, 356. Extinção das espécies, 357.Testes, 360. Questões, 360.Respostas dos testes e questões .................................................................................. 361
  • 7. c a p í t u l o1INTRODUÇÃO À BIOLOGIAC ONCEITO DE BIOLOGIA E SUA IMPORTÂNCIA Biologia é a ciência que estuda a vida e todas as suas manifestaçõesvitais. Com origem no latim, bius significa vida, e logos, estudo. Podemosentender, então, a importância da Biologia em nossas vidas, pois permiteidentificar as transformações científicas, os grandes males dos nossos tempos,como AIDS, as drogas, a fome, os desequilíbrios ambientais e tantos outrosque prejudicam a vida na Terra. E, sendo conhecedores desses fatos, pode-mos nos tornar cidadãos críticos, capazes de lutar pelo direito de viver emum mundo melhor.O QUE É VIDA? A vida é definida por meio de características ausentes nos seres não-vivos. As principais características que definem um ser vivo são: composiçãoquímica complexa, organização celular, crescimento, reprodução, metabolis-mo, homeostase, reações a estímulos do ambiente e evolução. Vamos entãoanalisar mais profundamente essas características.R EAÇÕES A ESTÍMULOS DO AMBIENTE Os animais correm, saltam, nadam, procuram alimentos ou buscamparceiros para reprodução; os vegetais inclinam-se em movimentos maislentos em direção à luz, as raízes movimentam-se em direção à fonte deágua. Então a luz, a água, os alimentos, a necessidade de reproduçãopara a perpetuação da espécie são fatores estimulantes aos quais osseres vivos são capazes de reagir.capítulo 1 9
  • 8. C RESCIMENTOO aumento do volume de um corpo nos permite dizer que ele cres-ceu. Nos seres vivos, esse crescimento acontece em decorrência do au-mento em número e tamanho das células. Isso ocorre devido à capacida-de de incorporar e assimilar alimentos, transformando-os em energia.R EPRODUÇÃOTodo ser vivo é capaz de dar origem a seres semelhantes a ele. Areprodução pode ser assexuada, quando não envolve união de gametas(nome genérico para óvulo e espermatozóide) ou sexuada, quando en-volve união de gametas.C OMPOSIÇÃOQUÍMICATodos os seres vivos são formados por substâncias químicas seme-lhantes, que podem ser orgânicas ou inorgânicas. As proporções desseselementos são variáveis entre os seres vivos.a) Substâncias InorgânicasSão formadas por moléculas pequenas e com poucos átomos.As principais são:Substância percentual Substância percentualna célula animalna célula vegetalÁgua60% 75%Sais Minerais4% 2,5%b) Substâncias OrgânicasSão formadas por grandes e complexas moléculas, tendo como ele-mento químico principal o carbono (C).As principais são:Substância percentual Substância percentualna célula animalna célula vegetal Proteínas17% 4% Lipídios 8%1% Carboidratos 6% 13,5% Vitaminas e outras substâncias2%1% Ácidos Nucléicos3%3%10capítulo 1
  • 9. Bionotícias Divisões da Biologia Biodiversidade: É a variedade biológica de plantas e animais existente emtodo o mundo. Os grandes centros da biodiversidade terrestre são as terras úmi-das, especialmente a floresta Amazônica. A luta pela sua conservação é grande,pois, cada vez mais, está sendo ameaçada pelo desenvolvimento.Biofísica: É a aplicação das teorias e técnicas da física à biologia. Pode sereferir ao estudo dos fenômenos naturais, como a condução elétrica dos impulsosnervosos, que estão relacionados com assuntos estudados na própria física, bemcomo à investigação de qualquer aspecto da biologia que se utilize de técnicas físicascomplicadas. Em ambos os casos é necessário entender alguma coisa de físicamoderna para se realizar a pesquisa. A biofísica, que pretende ser matéria quantita-tiva, exata, fez grandes contribuições a muitas áreas da biologia, como a teoria daação do músculo e do nervo, as propriedades físicas das membranas celulares e asestruturas do DNA e das proteínas moleculares – algumas com grande valor médico.Biogeografia: É o estudo da distribuição geográfica das coisas vivas, inclu-indo a fitogeografia (plantas) e a zoogeografia (animais). O objetivo inicial eracoletar informação a respeito da distribuição das plantas e dos animais e identifi-car padrões definidos. Dividiu-se o mundo em regiões principais, geralmente con-tinentes ou grupos de continentes que possuíam uma flora ou fauna característi-ca. Esses dois conjuntos de regiões não têm exatamente as mesmas fronteiras.Biomassa: É o peso total de todos os organismos vivos em qualquer áreadada, ou seu equivalente em energia. Na ecologia animal ou das plantas refere-seao número de organismos multiplicado pelo seu peso unitário, normalmentebiomassa fixa ou permanente, ou pelo pico, no caso de hábitats sazonais, comoprados. Em desenvolvimento ambiental, refere-se à parte da produção da plantaque pode ser reaproveitada para produzir energia, como álcool, lenha, comida oulixo (lixo produz biogás).Bioquímica: É o estudo dos processos químicos que acontecem nos organis-mos vivos. Existem diferentes processos químicos para cada célula e são necessá-rias técnicas avançadas para sua identificação e estudo. Essas técnicas mostramque as células de todos os organismos contêm quatro grupos de moléculas muitograndes, ou macromoléculas: os dois ácidos nucléicos – DNA e RNA –, proteí-nas, carboidratos e lipídios. A bioquímica também demonstra que todos os orga-nismos compartilham basicamente as mesmas moléculas de vida.capítulo 1 11
  • 10. M ETABOLISMOÉ a somatória de todas as atividades químicas que ocorrem em umacélula ou em todo o organismo. São essas reações que permitem a umacélula ou um sistema transformar os alimentos em energia, que será utili-zada pelas células para que as mesmas se multipliquem, cresçam, movi-mentem-se etc. O metabolismo divide-se em duas etapas:a) catabolismo: quebra das substâncias ingeridas, com liberação de ener- gia e sobra de resíduos.b) anabolismo: utilização da energia produzida para reparação, cresci-mento e demais atividades celulares.O RGANIZAÇÃO CELULARCom exceção dos vírus, que são desprovidos de uma organizaçãocelular, todos os demais seres vivos são formados por células. Existemaqueles em que o ser é formado por uma célula – são os unicelulares(protozoários, bactérias). Mas a maioria é composta por muitas células.As células possuem a capacidade de se modificarem, diferenciando-se entre si. Dessa forma, elas podem desempenhar melhor suas funções. Grupos de células semelhantes se unem, dando origem aos tecidos;tecidos se unem para formar um órgão, e órgãos se unem formando osistema. O conjunto de sistemas forma um organismo.H OMEOSTASE É a capacidade do organismo de manter em equilíbrio seu meio interno.oUm exemplo é a manutenção da temperatura de nosso corpo em 36,5 C,omesmo que a temperatura ambiente seja 15 C.E VOLUÇÃOTodo processo de modificações por que passam os seres vivos ao lon-go do tempo. As modificações que ocorrem ao acaso, devido a mutaçõesaleatórias no material genético do ser vivo, quando favoráveis em determi-nado ambiente, serão selecionadas e mantidas ao longo de gerações pormeio da reprodução. Esse processo é denominado seleção natural.12 capítulo 1
  • 11. OSNÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS A biodiversidade entre os seres vivos em nosso planeta nos permitedividi-los em níveis e estudá-los separadamente, para melhor entendertoda a sua complexidade, desde suas características moleculares até seucomportamento.Toda matéria orgânica ou inorgânica é formada por átomos (as me-nores partículas de um elemento químico).Dois ou mais átomos se unem para formar uma molécula. Exemplo:átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio formam a glicose (C6H12O6).❑Moléculas se unem formando grânulos (estruturas de função defini- da encontradas no interior da célula). Exemplo: mitocôndria – res- ponsável pela respiração celular.❑Orgânulos se unem para formar uma célula – unidade da matéria viva.❑Células: semelhantes na forma e na função, se unem para formar tecidos. Exemplos: tecido ósseo, nervoso.❑Tecidos: se unem para formar um órgão, que geralmente é formado por vários tecidos. Exemplo: olho, coração, boca.❑Órgãos: se unem para formar um sistema. Exemplo: sistema diges- tório, respiratório.❑Sistemas: se unem para formar um organismo. Exemplo: homem, cachorro.Os próximos níveis são denominados ecológicos:❑População: conjunto de organismos, ou indivíduos, pertencentes à mesma espécie e que habitam a mesma área geográfica, em um determinado tempo.❑Comunidade: conjunto de populações diferentes que habitam a mes- ma área geográfica, em um determinado tempo.❑Ecossistema: quando as comunidades estão relacionadas com o meio físico e químico do ambiente, há interação entre eles, dizemos que se trata de um ecossistema. Exemplo: uma lagoa – onde vivem pei- xes, algas, plantas interagindo com a água, a luz, o oxigênio – dize- mos que se trata de um ecossistema.❑Biosfera: é o conjunto de todos os ecossistemas da Terra, onde existe vida.capítulo 113
  • 12. AORIGEM DA VIDA E A TEORIA GRADUAL DOSSISTEMAS QUÍMICOS A preocupação do ser humano em desvendar a origem da vida datade antes de Cristo, tendo sido elaboradas várias hipóteses no decorrer devários séculos. Por volta de 1927, os cientistas Oparin e Haldane elabora-ram a hipótese mais aceita atualmente, que se baseia nas transforma-ções e alterações da Terra primitiva. Segundo eles, a atmosfera primitivaera formada pelos gases: NH3(amônia); CH4 (metano); H2 (hidrogênio) evapor de água. Por causa das altas temperaturas, durante um longo pe-ríodo ocorreu evaporação de água da superfície da Terra. Esses gasesforam se acumulando na atmosfera e sofreram resfriamento, condensando-se e caindo em forma de chuvas.O resfriamento da superfície terrestre permitiu que a água se acu-mulasse nas depressões deixadas pelas erupções vulcânicas. A água car-regava partículas presentes no solo e partículas oriundas da atmosferapara as depressões, originando os mares e oceanos. Com o passar dotempo, as águas dos oceanos foram se transformando em verdadeiroscaldos de substâncias, que seriam os precursores da matéria orgânica.As partículas foram-se aglomerando, dando origem a estruturasmaiores – os coacervados (coacervar=reunir). Esses coacervados aindanão são seres vivos, mas aglomerados de substâncias orgânicas. Oparine Haldane admitem que os coacervados continuaram a reagir entre si,dando origem a compostos mais complexos com capacidade de se repro-duzir. Teria surgido a primeira forma de vida.Moléculas simples encontradas na Terra primitiva são precursoras das moléculasorgânicas complexas.14 capítulo 1
  • 13. E XPERIÊNCIA DE S TANLEY L. M ILLER Utilizando um aparelho formado por um sistema de vidros, Millermisturou os elementos químicos NH3, CH4, H2 e H2O, simulando a atmos-fera primitiva. Com a ação de descargas elétricas, simulou os raios queprovavelmente atingiram a Terra primitiva. No fim da experiência, verificouque a mistura continha moléculas orgânicas, entre elas aminoácidos,substâncias que formam as proteínas. Essa experiência reforçou assima hipótese gradual dos sistemas químicos de Oparin e Haldane.A HIPÓTESE HETEROTRÓFICAPara um ser vivo realizar suas funções e se reproduzir precisa deenergia. Essa energia é obtida por meio dos alimentos.Os primeiros seres vivos eram estruturas simples, viviam em ambi-entes aquáticos, cercados por matéria orgânica (mares e oceanosprimitivos) e incorporavam essa matéria orgânica para produção deenergia. Seriam portanto seres heterotróficos (incapazes de produzir seuspróprios alimentos).Nas condições atuais da Terra, a transformação dos alimentos emenergia ocorre graças às reações com o oxigênio. Supondo que o oxigênionão fazia parte da atmosfera e de mares primitivos, os primeiros seresvivos conseguiam energia por meio de um processo anaeróbico –fermentação.Esses organismos anaeróbicos ou fermentadores reproduziam-secontinuadamente, provocando escassez de matéria orgânica. Algumasmutações podem ter acontecido, permitindo a alguns seres utilizar aenergia solar como fonte de energia. Surgiram assim os primeiros seresautótrofos ou fotossintetizantes (capazes de produzir seus própriosalimentos por meio da matéria inorgânica: gás carbônico, luz e água).No processo da fotossíntese ocorreu a liberação de gás oxigênio(O2) para a atmosfera, e com a presença desse gás surgiu a respiraçãoaeróbica.A conclusão da hipótese heterotrófica é de que ocorreu primei-ramente a fermentação, em seguida a fotossíntese e posteriormentea respiração.capítulo 1 15
  • 14. T EORIASDA ABIOGÊNESE E DA BIOGÊNESENo decorrer dos séculos, inúmeras hipóteses têm sido elaboradas,na tentativa de entender se os seres vivos podem surgir da matéria inani-mada ou se dependem necessariamente de outro ser vivo. Por volta doano 380 a.C., acreditava-se que a vida era gerada a partir da matériabruta, como por exemplo: do lodo, do lixo, de roupas sujas e amontoadas,do sol e sob a interferência de forças vitais. A partir dessa linha de pensa-mento, surgiu a teoria da abiogênese ou da geração espontânea, segun-do a qual seres vivos podem nascer da matéria inanimada. Jan Baptist van Helmont (l577 – l644) médico fisiologista, formulavavárias receitas sobre a Teoria da Abiogênese; uma delas explicava a ori-gem dos camundongos. “Em um vasilhame qualquer, fechado, misturam-se roupas usadas com suor e trigo; passadas aproximadamente três se-manas, o trigo transforma-se em ratos.” Hoje, sabe-se que os ratos eramatraídos pela mistura.Por volta de 1650, por meio de experimentos, começaram a surgiralgumas teorias que combatiam a abiogênese ou geração espontânea.As que mais se destacaram foram:a) Francesco Redi (1626 – 1697) Observando carne contaminada por vermes, Redi elaborou a hipóte- se de que eles teriam se originado a partir de ovos postos por mos- cas. Para provar tal raciocínio, colocou carne em oito vidros, manten-A experiência de Redi mostrou que os vermes da carne em decomposiçãoprovêm de ovos de moscas.16capítulo 1
  • 15. do quatro deles abertos e os outros fechados, previamente esterili- zados. Após alguns dias, surgiram vermes apenas nos vidros aber- tos, provando assim que esses não surgiam espontaneamente da carne em estado de decomposição, e sim dos ovos postos pelas moscas.b) Por volta de 1750, renasce com Needhan a teoria da abiogênese Colocando em vários frascos uma sopa nutritiva (legumes, carnes etc.) e tampando os frascos para impedir a entrada do ar, ele sub- meteu os frascos a uma temperatura elevada e os resfriou nova- mente, na tentativa de matar os micróbios que neles já possivelmen- te existissem. Passados alguns dias, Needhan pôde ver que os fras- cos estavam cheios de micróbios novamente. Concluiu então que os micróbios tinham sido gerados espontaneamente.c) Por volta de 1770, Lazzaro Spallanzani refaz os experimentos de Needhan Ferveu novamente os frascos contendo a sopa nutritiva, por um tempo mais longo, tampando-os, e o caldo não mais apresentou o proces- so de contaminação. Needhan combateu Spallanzani, afirmando que, com o superaquecimento, o princípio ativo da vida havia sido elimi- nado. Spallanzani não conseguiu convencer, prevalecendo a teoria da geração espontânea.d) Louis Pasteur (1822 – 1895) anula a teoria da abiogênese e defi- nitivamente comprova a teoria da biogênese Pasteur realizou uma série de experiências conclusivas com seus famosos frascos de pescoço longo em forma de cisne. Submeteu os frascos com sopas nutritivas a fervura por tempo pro- longado. O pescoço fino e comprido dos vasos funcionava como fil- tro para as partículas e microrganismos que se encontravam em suspensão no ar, impedindo o contato com o caldo. Pasteur consta- tou que, após alguns meses, as soluções nutritivas continuavam isen- tas de qualquer tipo de contaminação. Para provar seu experimento, quebrou o pescoço de um dos frascos: o caldo em contato com o ar foi rapidamente contaminado. Colaborou, assim, com a queda da abiogênese, que foi substituída pela teoria da biogênese, a qual ba- seia-se na idéia de que toda vida provém de outra preexistente. capítulo 117
  • 16. Pasteur usou frascos com gargalos longos e retorcidos para derrubar um dos prin-cipais argumentos dos abiogenistas: o de que a falta de ar fresco impedia a gera-ção espontânea de micróbios. t e s t e s1 – (FMU/Fiam-SP) esquema seguinte representa o período de evolução Oque vai de cerca de 4,5 bilhões de anos até hoje:As lacunas A, B, C, D e E devem ser respectivamente preenchidas por:18 capítulo 1
  • 17. a) heterotrófico, respiração anaeróbia, nitrogênio, heterotrófico, fotossínteseb) heterotrófico, fotossíntese, oxigênio, heterotrófico, respiração aeróbiac) não-fotossintetizante, fotossíntese, hidrogênio, animal, respiração aeróbiad) clorofilado, heterotrófico, oxigênio, heterotrófico, respiração anaeróbiae) heterotrófico, respiração, gás carbônico, autotrófico, fotossíntese2 – (FMI-MG)Suponhamos que um dos planetas do Sistema Solar tenha,atualmente, as mesmas condições que a Terra primitiva deve ter apresentadoantes do aparecimento do primeiro ser vivo. Essas condições podem ser:I – atmosfera contendo 80% de nitrogênio livre;II – tempestades contínuas e violentasIII – produção e consumo contínuos de CO2 e O2IV – atmosfera contendo vapor de água, metano, amônia e hidrogênioV – altas temperaturasVI – presença da camada protetora de ozônio na atmosferaDas condições enumeradas acima, são verdadeiras:a) apenas I, II e VI c) apenas duas das afirmativasb) apenas II, III, IV e Vd) apenas II, IV e V3 – (U.F.PA) Em 1953, Miller submeteu à ação de descargas elétricas de altavoltagem uma mistura de vapor de água, amônia(NH3), metano (CH4) e hidrogênio(H2). Obteve, como resultado, entre outros compostos, os aminoácidos glicina,alanina, ácido aspártico e ácido aminobutírico.Com base nesse experimento pode-se afirmar que:( 1 ) Ficou demonstrada a hipótese da geração espontânea( 2 ) Não se podem produzir proteínas artificialmente; elas provêm necessaria- mente dos seres vivos( 4 ) Formam-se moléculas orgânicas complexas em condições semelhantes às daatmosfera primitiva( 8 ) A vida tem origem sobrenatural, que não pode ser descrita em termos físicos nem químicos( 16 ) Compostos orgânicos podem se formar em condições abióticasDê como resposta a soma dos números das alternativas corretas ().capítulo 1 19
  • 18. 4 – (Fuvest-SP)Segundo a teoria de Oparin, a formação de aminoácidos foi oprimeiro passo no sentido do aparecimento das proteínas, substâncias impres-cindíveis para que pudessem surgir os primeiros organismos celulares. Isso sedeveu à combinação de vapor de água com diversos gases simples que estavampresentes:a) nos mares primitivos d) no interior do globo terrestreb) na atmosfera e) no espaço cósmicoc) no solo quente da Terra5 – (UECE) Indique a opção que contém a seqüência lógica dos níveis de orga-nização dos seres vivos:a) organismo-população-comunidade-ecossistemab) organismo-comunidade-população-ecossistemac) população-comunidade-organismo-ecossistemad) população-comunidade-ecossistema-organismo6 – (UFAL) O conjunto de indivíduos de uma espécie que vive numa mesmaárea geográfica constitui:a) uma cadeia alimentard) uma teia alimentarb) uma comunidade e) um ecossistemac) uma populaçãoquestões1 – (Vunesp-SP)Considere a afirmação: As populações daquele ambientepertencem a diferentes espécies animais e vegetais. Explique que conceitos estãoimplícitos nessa frase se levarmos em consideração:a) somente o conjunto das populaçõesb) o conjunto das populações mais o ambiente abiótico2 – O que propunham as antigas idéias sobre a geração espontânea? Que sinônimopode ser usado para se falar de geração espontânea?3 – Defina Biologia. Qual a importância dos seus conhecimentos para o homem?4 – Dê os níveis de organização em que se classificam os seres vivos.5 – Defina as seguintes características dos seres vivos: metabolismo, evolução eecossistema.20capítulo 1
  • 19. c a p í t u l o2 A CÉLULAM ICROSCÓPIO E A DESCOBERTA DA CÉLULACitologia é um dos campos da Biologia que se encarrega de estudar ouniverso de uma célula. Mas esse universo, o olho humano não conseguedesvendar sem o auxílio de lentes que o ampliam. Portanto toda observa-ção e desenvolvimento da célula só foi possível a partir de 1590, após ainvenção do microscópio pelo holandês Zacharias Janssen, um estudiosoe fabricante de lentes. A célula como unidade viva dos seres vivos tem sido alvo de inúmeraspesquisas no decorrer dos últimos séculos. Por volta de 1665, Robert Hooke,cientista inglês, utilizando um microscópio bastante primitivo, iluminado a velae que ampliava a imagem cerca de 270 vezes, observou finas lâminas decortiça e comparou a imagem observada com um favo de mel, ou seja,seqüência de pequenas cavidades separadas por delgadas membranas, asquais denominou de células (em latim, diminutivo de cellar, espaço fechado).Na realidade, o que Hooke observou foram pedaços de tecido vegetal morto,e os espaços vazios foram deixados pelas células que morreram, permane-cendo as divisões das paredes celulares presentes nas células vegetais. Em 1833, Robert Brown, botânico escocês, analisando tecido vege-tal macerado, verificou que as células possuíam em sua região centralum concentrado de substância de forma arredondada que denominou denúcleo. Sabe-se hoje que, com exceção das bactérias e algas azuis, to-das as demais células possuem núcleo e que o mesmo abriga em seuinterior o material genético que é passado de pais para filhos, permitindoa continuidade das espécies.capítulo 221
  • 20. Antes de prosseguirmos no estudo da evolução das células, vamosanalisar alguns tipos de microscópios e sua importância dentro da Biologia,como auxiliar do olho humano.a) Microscópio de Robert Hooke (1665)b) Partes de um microscópio ópticoÉ um instrumento dotado de uma parte óptica: lente ocular, lentesobjetivas, espelho, condensador, diafragma. E uma parte mecânica: base,coluna ou braço, canhão, revólver, platina, parafusos (micrométrico emacrométrico) que ajustam a imagem observada. As lentes objetivas e ocularsão marcadas com números, que significam o seu poder de ampliação. Parasabermos quantas vezes o objeto observado está ampliado, basta multiplicaro número da lente objetiva pelo número da lente ocular. Exemplo: objetiva100 – ocular 10, a ampliação é de 1000 vezes. Pode-se observar célulasvivas ou mortas. A unidade de medida utilizada no microscópio óptico é o μm(micrômetro), que equivale à milésima parte de um milímetro (0,001 mm).22 capítulo 2
  • 21. c) Microscópio eletrônico A partir de 1950, sua utilizaçãoprovocou avanços revolucionáriosMicroscópio eletrônicona Biologia devido ao alto poten-cial de ampliar os objetos – maisde 500 mil vezes. Ao microscópioeletrônico só é possível observarmatéria morta, pois a mesma temde ser cortada em finas lâminas epreparada em uma câmara de vá-cuo. A unidade de medida utiliza-da no microscópio eletrônico é oÅ(ângstron), que equivale ao déci-mo milionésimo de parte de um milímetro (0,0000001mm).BionotíciasNeurônios produzidos em laboratórioGrande novidade pode ajudar no mal de Parkinson: a cria o de c lulas nervosas em laborat rio. Nesse processo, c lulas em est gio em- brion rio retiradas do c rebro de ratos adultos s o transformadas em neur nios, podendo ger -los em n mero ilimitado. Os especialistas acre- ditam que poder o substituir as c lulas cerebrais produtoras de dopamina que˚ estiverem deterioradas. A falta dessa subst ncia provoca o mal de Parkinson. As c lulas-tronco podem se transformar em qualquer tipo de c lula do or anismo, o nico problema controlar o desenvolvimento g dessas c lulas. Se isso for obtido, os especialistas acreditam que o pro- cesso poder ser usado para transplante de tecidos e at mesmo para a cria o de g r os para transplante.capítulo 2 23
  • 22. Célula observada pelo microscópio eletrônicoT EORIA CELULAR Em 1838, depois de longas e demoradas pesquisas, o botânico alemãoMatthias Schleiden observou a presença de células em vegetais. Em 1939, ozoólogo alemão Theodor Schwann concluiu que os animais eram formadospor células, estabelecendo-se assim a teoria celular de Schwann e Schleiden,segundo a qual “todos os seres vivos são formados por células”. Em 1858, o médico alemão Rudof Virchow concluiu que “toda célulatem sua origem em outra preexistente”. No decorrer do século XIX, novasdescobertas foram acontecendo, tais como estruturas com funções determi-nadas, denominadas organóides, encontrados no interior das células. Com acapacidade de realizar inúmeras funções e de reproduzir-se, a hipótese deque a célula é a menor parte viva de um ser vivo ganhou muita força, epassou a ser definida como a unidade morfológica e fisiológica de todos osseres vivos, passando também a ser responsável pela transmissão dascaracterísticas hereditárias. Com todos os conhecimentos adquiridos sobrea célula, foi possível formular a nova teoria celular:a) Todos os seres vivos são formados por células.b) As reações que ocorrem em um organismo, e que são responsáveis pela vida do mesmo, dependem do funcionamento das células. Portanto a célula é a unidade fisiológica de todos os seres vivos.c) Toda célula tem sua origem a partir de outra célula preexistente, que se divide fornecendo às células filhas seu material genético.24 capítulo 2
  • 23. A SPECTOSGERAIS DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS EEUCARIÓTICAS Se compararmos asimagens observadas aoEsquema de uma célula animalmicroscópio eletrônico dacélula que representa ocorpo de uma bactéria,com as células que for-mam o corpo de um ani-mal qualquer, vamos no-tar que a célula da bac-téria, quanto a sua or-ganização é muito maissimples, não apresenta onúcleo diferenciado; acromatina que forma o material genético encontra-se espalhada pelocitoplasma na região central da célula, e também dispersos pelo citoplasmasão encontrados os ribossomos, orgânulos citoplasmáticos responsáveis pelasíntese de proteínas. Um conjunto de membranas envolve todo esse material:por fora a membrana esquelética, mais espessa e resistente, e sob ela a membrana plasmática. Pornão possuir a membrana Esquema de uma bactérianuclear ou carioteca, quesepara o material ge-nético do citoplasma, asbactérias e as algas azuis(ciano bactérias) são deno-minadas procariontes(proto = primeiro, primitivo,karyon = núcleo), que nãotêm o núcleo diferenciado.Todos os demais seresvivos, com exceção dosvírus, que são acelulares,são denominados eucariontes (eu = verdadeiro, karyon = núcleo), seres quepossuem o núcleo diferenciado, ou seja, o material genético encontra-sedelimitado no citoplasma pela carioteca. capítulo 225
  • 24. E STUDOCOMPARATIVO ENTRE CÉLULAS ANIMAIS EVEGETAISC ÉLULA ANIMAL Vimos anteriormen-te que, ao observarmosmembranaplasmâticauma célula animal ao núcleomembranamicroscópio eletrônico, nucléolonuclearpercebemos a presença cromatinade uma fina membrana centríoloretículoendoplasmâticoenvolvendo todos os complexorugosocomponentes da célula de Golgiretículoendoplasmâticoe separando o meio mitocôndrialisoribossomointerno do externo; é a lisossomo vacúolomembrana plasmáticaou membrana celularque, por ser semiper-meável, permite trocas de materiais entre a célula e o meio que a cerca.Preenchendo a célula, vamos encontrar um material de consistência viscosadenominado citoplasma ou hialoplasma, onde ocorrem as funções vitais dacélula, tais como: digestão, respiração, transportes etc., pois é no citoplasmaque se encontram mergulhados os organóides e um vasto sistema demembranas. Os principais organóides são: ribossomos, retículo endoplasmático, com-plexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos, centríolos. Localizado geralmentena parte central das células eucariontes, vamos encontrar o núcleo, separa-do do citoplasma pela carioteca ou membrana nuclear. O núcleo é preenchi-do por uma substância denominada suco celular ou cariolinfa, semelhanteao citoplasma; mergulhado no suco celular encontra-se a cromatina (mate-rial genético) e os nucléolos, que estão relacionados com a produção deribossomos.C ÉLULA VEGETAL Com exceção dos centríolos, a célula vegetal possui todos oscomponentes da célula animal, e ainda apresenta um envoltório externo àmembrana celular, denominado membrana celulósica ou parede celular.26capítulo 2
  • 25. O citoplasma da célulavegetal apresenta gran-des vacúolos: cavida-des limitadas por mem-branas, contendo noseu interior o suco va-cuolar com reservas deágua e outras subs-tâncias.São também en-contrados nas células vegetais os organóides denominados plastos,cuja função é armazenar substâncias, tais como o amido, ou pigmentos,como os cloroplastos, que armazenam o pigmento verde denominado clo-rofila responsável pela fotossíntese.C OMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULAComo vimos no Capítulo 1, as substâncias inorgânicas como a água eos sais minerais são constituídos por moléculas simples e pequenas e po-dem ser encontradas livres na natureza ou fazendo parte de um organismo.Já as substâncias orgânicas, tais como: carboidratos, lipídios, pro-teínas são constituídos por grandes e complexas moléculas que obrigato-riamente possuem em sua composição o elemento químico carbono (C) esão sempre encontradas nos seres vivos.C OMPONENTESINORGÂNICOSA)ÁGUARecobrindo 3/4 da superfície terrestre, a água é a substância químicamais abundante em nosso planeta. Suas principais funções em um orga-nismo são:❑ Solvente universal: dispersante de substâncias orgânicas einorgânicas. Todas as reações químicas da natureza biológica ocor-rem em estado de solução.❑ Transporte de substâncias: tanto de dentro para fora como de forapara dentro das células, moléculas se difundem na H2O e por ela sãotransportadas. capítulo 227
  • 26. ❑Equilíbrio térmico: o excesso de calor é dissipado pelo suor, aju- dando na manutenção da temperatura interna de um ser homeo- térmico.❑Lubrificante: ajuda a diminuir o atrito entre os ossos (nas articula- ções).B)SAIS MINERAIS❑ Solúvel: dissolvido na água em forma de íons, como o potássio (K+),o sódio (Na+) e o cloro (Cl-), participam do controle osmótico (entra-da e saída de H2O nas células) e também contribuem para a passa-gem dos impulsos nervosos nos neurônios.❑Insolúvel: encontra-se imobilizado, como os fosfatos de cálcio que fazem parte da estrutura esquelética dos vertebrados, da casca de ovo, do exoesqueleto ou carapaças de insetos, siris, caranguejos etc., conferindo maior rigidez aos órgãos em que se encontram. Papel biológico de alguns sais minerais: Sais minerais naPapel biol gico (funes)forma de onsC lcio (Ca++) Participa das contra es musculares, dacoagula o do sangue eda forma o dosossos e dentes + +S dio (Na ) e Pot ssio (K ) Equil brio dos l quidos no organismo(estabilidade da press o osm tica dasc lulas)Ferro (Fe++)Faz parte da hemoglobina, que uma pro-te na fundamental no transporte de oxig nioe na respira oMagn sioFaz parte da mol cula da clorofila, indis-pens vel para a realiza o da fotoss nteseF sforoImportante na transfer ncia de energia dentro das c lulas28capítulo 2
  • 27. C OMPONENTES ORGÂNICOSA) G L I C Í D I O S O U C A R B O I D R AT O S Também conhecidos como açúcares, os glicídios são os grandes for-necedores imediatos de energia para os seres vivos. São fabricados pe-las plantas no processo da fotossíntese e apresentam em suas moléculasátomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Além de fornece-dores de energia, possuem também função estrutural, como a celulose,encontrada revestindo as células vegetais; e constituindo os ácidosnucléicos (material genético).Os glicídios são classificados em três grupos: Bionotícias Alimentos transgênicos: riscos e benefíciosDesde que os produtos trans- g nicos sur iram no mercado, g h contrariedades com a nova tecno- logia. Os argumentos utilizados em defesa da libera o desses produtos est o ancorados em quest es de or - dem econ mica e tecnol gica, vin- culados ao progresso e necessi- dade do avan o da ci ncia. poss - vel que a cr tica, s vezes, parta de quem desconhe a tais produtos. Ini- cialmente restrita aos movimentos ambientalistas, esta posi o vem-se ampliando de forma expressiva, na medida em que repercutem, nas sociedades, as vozes contr rias inova o — muitas vezes oriundas do meio cient fico — e que os governos mais e mais discutem o tema e criam controles sobre o mesmo.capítulo 2 29
  • 28. ❑Monossacarídios: são os açúcares mais simples, formados por pe- quenas moléculas que não se dividem na presença de água, portanto não sofrem hidrólise. Os exemplos mais comuns encontrados nos organismos vivos são: glicose (produzido pelos vegetais na fotossíntese), frutose (encontrado nas frutas doces), galactose (en- contrado no leite) e ribose e desoxirribose (componentes dos ácidos nucléicos).❑Dissacarídeos: são glicídios constituídos pela união de dois mo- nossacarídios. Na ligação de dois ou mais monossacarídios, estamos ingerindo dissacarídios ou polissacarídios, nosso sistema digestório os transforma em monossacarídios para que estes possam fornecer energia para a célula. Todos os dissacarídios têm função energética e os principais são: – Sacarose: glicose+frutose, suas principais fontes são: a cana de açúcar e beterraba. – Lactose: glicose+galactose, sua principal fonte é o leite. – Maltose: glicose+glicose, suas principais fontes são: raízes, caule, folhas dos vegetais.❑Polissacarídios: os polissacarídios são moléculas grandes, constituí- das por ligação de muitos monossacarídios. Os polissacarídios não são solúveis em água, alguns são reservas de energia, como o amido, outros fazem parte da estrutura esquelética da célula vegetal, como a celulose. Os principais polissacarídios são: – Amido: formado por inúmeras moléculas de glicose, encontrado nos vegetais, funciona como reserva de energia. – Celulose: formado por inúmeras glicoses, encontrado revestindo externamente as células vegetais, funciona como reforço esquelético. – Glicogênio: formado por inúmeras glicoses, encontrado nos ani- mais, funciona como reserva de energia.B) LIPÍDIOSSubstâncias orgânicas de origem animal ou vegetal, mais conheci-dos como óleo, gordura e cera. Alguns tipos de lipídios funcionam comoreservatório de energia, outros entram na composição das membranascelulares ou ainda formam hormônios. Possuem como característicacomum o fato de serem insolúveis em água e solúveis em solventes orgâ-nicos como o éter, o álcool e a benzina.30capítulo 2
  • 29. BionotíciasComida a quilo: nem sempre a melhor opção Uma pesquisa feita pela nutricionista Edeli Simioni de Abreu, douto-randa pela Faculdade de Sa de P blica da Universidade de S o Paulo (USP)e autora da disserta o de mestrado Restaurante por quilo : vale quantopesa? , mostrou que, em restaurantesself service, nem sempre os consu-midores se lembram da import ncia do equil brio alimentar na hora deescolher o que comer. Observou que em uma nica refei o a densidadeenerg tica dos alimentos atingiu a m dia de 1.400 calorias por prato, con-sumo elevado diante da recomenda o de 2.000 calorias di rias. As pes-soas n o comem nutrientes, mas alimentos aos quais dif cil resistir ,afirma Edeli de Abreu. Aapresenta o dos pratos no balc o induz aoconsumo. O consumo m dio observado foi de 454 gramas por prato.A pir mi-de alimentar ideal deve apresentar de 50 a 60% de carboidratos, 25 a 30%de lip dios e de 10 a 15% de prote nas. A presen a exagerada de cidos graxos saturados, gorduras e a ca-res simples podem contribuir para a obesidade e o aparecimento de doen-as card acas e c ncer excesso, os lip dios, subst ncias que n o se . Emdissolvem na gua, s o os maio-res causadores das doen asdo cora o.Assim como oscarboidratos, eles fornecemenergia para o organismo, en-quanto as prote nas auxiliam nareconstitui o de tecidos. Porisso, importante ter uma ali-menta o balanceada, abusandode legumes, verdura e frutos — osverdadeiros amigos da sa de e daboa forma. capítulo 2 31
  • 30. São classificados em: – Glicerídeos: os lipídios simples. Compreendem os óleos, as gordu- ras, e as ceras, podem ter origem animal ou vegetal. Principais funções dos glicerídeos: As gorduras são reservatórios de energia e também isolante térmico, principalmente para os animais de regiões frias. Os óleos presentes nas sementes de girassol, da soja, do amendoim servem de alimento para o embrião das sementes germinar. As ceras impermeabilizam as folhas de muitas plantas e é fabricada pelas abelhas, que constroem os favos de mel. – Fosfolipídeos: presentes na composição química das membranas celulares dos animais e vegetais. – Esteróides: o mais conhecido é o colesterol. Produzido pelos ani- mais, faz parte da composição química de suas membranas celulares e é precursor de alguns hormônios, como a testosterona (hormônio mas- culino) e a progesterona (hormônio feminino).PROTEÍNAS São os componentes orgânicos presentes em maior percentual no or-ganismo dos seres vivos. Fundamentais para a vida na Terra, são encontra-das em todos os seres vivos, inclusive nos vírus que não possuem uma es-trutura celular. As proteínas são resultantes de uma seqüência de ligaçõesentre moléculas menores denominadas aminoácidos. Principais funções das proteínas: – Elemento construtor: faz parte, juntamente com os lipídios, da com- posição das membranas celulares. Exemplo: o colágeno, proteína que confere resistência às células da pele, dos tendões, das cartilagens etc. A miosina e a actina, que conferem elasticidade aos músculos; a queratina, que confere impermeabilidade aos cabelos e à pele, contri- buindo para adaptação dos animais à vida terrestre. – Função enzimática: dentro das células ocorrem muitas reações quí- micas. Para que elas aconteçam é necessário energia. Em alguns ca- sos, não há energia suficiente para a ocorrência da reação química e se faz necessária a presença de um catalisador (substância que desenca- deia ou acelera reações químicas). Os catalisadores das células são um32capítulo 2
  • 31. tipo de proteína especial chamada enzima. As atividades enzimáticasdependem da temperatura e do pH. Analisando o gráfico, ve- Temperatura ótima para uma reaçãorifica-se que a 0°C de tempe-ratura as enzimas se encontraminativas. À medida que aumen-ta a temperatura, a atividadeenzimática também aumenta,chegando ao ponto ótimo de40° C. Acima disso, a atividadeenzimática vai diminuindo, atéque por volta de 60° C ocorredesnaturação das enzimas(o calor acarreta mudanças espaciais na proteína, o que acarreta a perda desua função). Quanto ao pH (nível de acidez do meio), cada enzima atua emum específico. Exemplo: a pepsina – enzima do suco estomacal – é ativasomente em pH ácido, ou seja, por volta de 2; a ptialina – enzima da saliva –é atuante somente em um pH neutro, ou seja, por volta de 7.Atuação enzimática ou modelo chave-fechadura. Cada tipo de enzima consegue catalisar um único tipo de substrato (subs-tância reagente). O encaixe da enzima no substrato assemelha-se ao siste-ma chave-fechadura. Esse modelo explica a especificidade das enzimas.Após a reação ocorrer, as enzimas deixam o substrato intactas, podendoatuar em outros substratos.capítulo 2 33
  • 32. – Função de defesa. Antígenos são substâncias estranhas ao nosso organismo. A presença de um antígeno no organismo induz o sistema imunológico a produzir uma proteína de defesa, denominada anticorpo. – Função hormonal. Alguns hormônios são de origem protéica; exem- plo: a insulina, hormônio produzido pelo pâncreas, cuja função é de controlar a manutenção da taxa de glicose no sangue. – Função energética. As proteínas são fontes de aminoácidos, que uma vez oxidados pelo organismo, liberam energia, principalmente no processo da respiração.V ITAMINAS Substâncias orgânicas sintetizadas pelos vegetais e por alguns se-res unicelulares, funcionam como ativadores das enzimas. As vitaminasdiferem entre si na composição química, formando um grupo heterogêneo.Para classificar esse grupo foi usado o grau de solubilidade em lipídios(lipossolúveis), que são: A, D, E e K, e as solúveis em água (hidrossolúveis),que são: C e o complexo B (B1, B2, B3, B6 e B12).E STUDODA ESTRUTURA CELULARM EMBRANAS CELULARESSeparando, protegendo,delimitando o meio interno e oexterno, as células possuem amembrana plasmática. Estatambém possui permeabilidadeseletiva, isto é, permite que assubstâncias necessárias aofuncionamento das células se-jam selecionadas e transporta-das para o interior das mesmasou jogadas para fora quandonão necessárias. É o inter-câmbio do meio interno com oexterno.34capítulo 2
  • 33. A) E STRUTURA Somente a partir do uso do microscópio eletrônico na Biologia é quefoi possível identificar as estruturas e funções das membranas celulares.Até então, sua existência era apenas suposta, pois não são visíveis aomicroscópio óptico. As primeiras imagens obtidas das membranas permi-tem identificar uma estrutura formada por três camadas: duas defosfolipídios intercaladas por uma de proteína, concluindo que sua com-posição é lipoprotéica. Através de estudos mais recentes sobre as mem-branas, pôde-se concluir que as camadas lipídicas encontram-se em es-tado fluido, e as moléculas protéicas se encontram encaixadas nesse su-porte lipídico. Devido à maleabilidade das camadas lipídicas, as proteí-nas deslocam-se por ela com grande facilidade, e a essa nova concepçãode estrutura da membrana – proposta por S. J. Singer e G. Nicholson(1972), deu-se o nome de “mosaico fluido”.B) T RANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANAPor possuir permeabilidade seletiva, a membrana celular permite quesubstâncias entrem e saiam da célula, conforme suas necessidades.Mas nem todos os processos de transporte pela membrana se pro-cessam da mesma forma. Analisaremos então os diversos processos queocorrem. capítulo 235
  • 34. ❑Difusão Difusão simples é a dispersão ou deslocamento espontâneo departículas. Na difusão as partículas tendem a movimentar-se da região demaior concentração de partículas para a região onde a concentração émenor. Esse processo não consome energia e termina quando as con-centrações se igualam. Por exemplo: ao abrirmos um vidro de perfumenum recinto, percebemos que, em pouco tempo, em qualquer lugar dorecinto sentiremos o seu cheiro.A entrada de gás oxigênio (O2) e a saída de gás carbônico (CO2) emnossas células se dá por difusão, devido à concentração diferenciadadesses gases entre o líquido que banha as células e o interior da mesma.E por não consumir energia a difusão é considerada um tipo de transportepassivo.Diz-se difusão facilitada quando a passagem de substância sem gastode energia é acelerada pela ação de proteínas (permeases).❑OsmoseOutro tipo de transporte passivo, a osmose, permite o transporte desolvente (água) e não do soluto. Através de uma membrana semiper-meável, o solvente passa do local de menor concentração do solutopara o de maior concentração36 capítulo 2
  • 35. ❑ Quando a solução apresentar maior concentração de soluto, em rela-ção ao meio, dizemos que a solução é hipertônica.❑ Quando a solução apresentar menor concentração de soluto, em re-lação ao meio, dizemos que a solução é hipotônica.❑ Quando a solução entrar em equilíbrio com o meio, diz-se que a solu-ção é isotônica.Transporte ativo (com consumo de energia)Determina-das substâncias,mesmo existindoem menor quanti-dade fora da célu-la, tendem a en-trar nela, con-trariando os prin-cípios da difusão.Esse fenômeno écomum em nos-sas hemácias. Nes- +sas células a concentração de íons potássio (K ) é maior do que no plasmasanguíneo, onde as hemácias estão submersas, por outro lado; há íons sódio+(Na ) no plasma em maior concentração do que no interior das hemácias. Asdiferenças de concentração desses elementos químicos mantêm-seinalteradas, mesmo ocorrendo difusão, e, para que essa situação se mante-nha, algumas proteínas da membrana funcionam como verdadeiras +carregadoras de substância, bombeando constantemente o K (potássio) para+o interior das hemácias e o Na (sódio) para fora das hemácias. São as cha-madas bombas de sódio e potássio. Por ocorrer contra um gradiente de con-centração provoca gasto de energia, sendo portanto transporte ativo.Transporte de partículas Endocitose – algumas células possuem a propriedade de capturarpartículas grandes que não conseguem atravessar a membrana do meioexterno. São incorporadas pela célula por meio do processo de endocitose(endo = interior, cito = célula, ose = condição). Conhecem-se dois tipos de endocitose: a fagocitose (fago = comer) ea pinocitose (pino = beber).capítulo 237
  • 36. ❑Fagocitose Na fagocitose a célula engloba partículas por meio de projeçõescitoplasmáticas denominadas pseudópodes (falsos pés). Depois deingerido, o material permanece no citoplasma, envolvido por parte damembrana, recebendo o nome de fagossomo. A fagocitose é comum nosseres unicelulares; exemplo: a ameba, quando captura alimentos, e porglóbulos brancos do nosso sangue, como meio de defesa, englobandopartículas estranhas ao nosso corpo.❑Pinocitose: ingestão de partículas líquidas; exemplo: gotas de lipídios pela invaginação da membrana.C ITOPLASMAOcupando o espaço entre a membrana celular e a carioteca, nos sereseucariontes, encontra-se o citoplasma. Constituído de 85% de água, sais minerais, proteínas, açúcares, é nocitoplasma que ocorrem as reações químicas, realizadas por orgânulos aípresentes, e que são fundamentais para a vida da célula. O citoplasma não se encontra inerte, e sim em constante movimento,denominado ciclose. Analisaremos a seguir os orgânulos principais.Retículo endoplasmáticoAo microscópio eletrônico, apresenta-se como uma verdadeira redede canais e bolsas membranosas e achatadas. Em algumas regiões dessasmembranas apresentam uma característica rugosa devido à aderênciados ribossomos, que são responsáveis pela síntese de proteínas. Apresença ou ausência de ribossomos permite distinguir dois tipos de38capítulo 2
  • 37. retículo endoplasmático: o rugoso ou granular, também chamado deergastoplasma, e o liso ou agranular.As principais funções do retículo endoplasmático são: Transporte: no interior dos canais circulam proteínas, lipídios e ou-tros materiais, que são transportados por toda a célula.Armazenamento: dilatação de canais do R.E. dão origem aosvacúolos nas células vegetais, nos quais são armazenadas determinadassoluções. Regulação da pressão osmótica: o armazenamento de substânci-as internas pode favorecer a osmose. Realiza síntese de lipídios, princi-palmente os esteróides.As funções praticamente são as mesmas tanto no R.E.L. como noR.E.R.. O retículo endoplasmático rugoso aparece com maior freqüêncianas células produtoras de enzimas, como é o caso das células do pân-creas, que produz enzimas digestivas.Isso ocorre devido à proximidade com os ribossomos.RibossomosSão as organelas produtoras de proteínas.Possuem em sua composição molecular R.N.A ribossômico e proteí-capítulo 239
  • 38. nas. São encontrados livres pelo citoplasma ou aderidos às membranasdo retículo endoplasmático rugoso. São constituídos por duas subunidades.Complexo de Golgi Conjunto de bolsas achatadas, empilhadas umas sobre as outras, deonde se desprendem pequenas vesículas.- Funções do Complexo de Golgi❑ Armazenar substâncias produzidas pela célula e encaminhar essassubstâncias para fora da mesma. A esse processo de eliminação de subs-tâncias dá-se o nome de “secreção celular”.❑ Faz parte da composição do acromosso (cabeça do espermatozóide). Ocomplexo de Golgi presente nas células do acromosso contém enzimasdigestivas que irão perfurar a membrana do óvulo, permitindo a fecunda-ção.❑ As vesículas eliminadas das bordas do complexo de Golgi dão origemaos lisossomos, pequenas bolsas cheias de enzimas.40 capítulo 2
  • 39. Lisossomos Pequenas bolsasrepletas de inúmerostiposdeenzimas, res-ponsáveispela diges-tão intracelular, e emalguns casos digeremelementos da pró-priacélula (autofagia).Os lisossomos seoriginam do despre-endimento de vesí-culas do complexo deGolgi. As enzimas di-gestivas são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso, armazenadasno complexo de Golgi e liberadas dentro de vesículas – os lisossomosprimários. As substâncias englobadas pela célula, por meio dos proces-sos de fagocitose e pinocitose, formam no interior da célula o fagossomo,que se funde aos lisossomos, dando origem ao vacúolo digestivo oulisossomo secundário. No interior do vacúolo, a substância é digerida. Aparte aproveitável é absorvida e a não aproveitável é eliminada pelo pro-cesso da clasmocitose ou exocitose.MitocôndriasOrganelas geradoras de energia, de forma ovalada, constituídas de du-pla membrana lipoprotéica. A membrana externa é lisa e contínua, e a inter-na apresenta pregas formando as cristas mitocondriais. Preenchendo oscapítulo 2 41
  • 40. espaços e entre as pregas, encontra-se uma substância amorfa, denomi-nada matriz. A presença de ribossomos – DNA e RNA – na matriz permiteas mitocôndriais produzir suas próprias proteínas e apresentar capacidadede autoduplicação.No interior das mitocôndrias ocorrem a oxidação final das moléculasorgânicas obtidas dos alimentos ingeridos, com liberação de energia, napresença do oxigênio (respiração aeróbica).Plastos Organelas ovaladas, típicas das células vegetais e de alguns protistas,como nas diatomáceas e euglenófitas (algas unicelulares). Os plastos,dependendo da função e dos pigmentos que apresentam, podem ser clas-sificados em: – Leucoplastos – plastos incolores com função de armazenar reser- vas de alimentos. – Cromoplastos – plastos coloridos. Dependendo da cor do pigmen- to, os cromoplastos podem ser classificados em: – Xantoplastos – plastos em pigmentos carotenóides de cor amarela. Exemplo: o amarelo do milho. – Eritroplastos – plastos com grande quantidade de pigmentos carotenóides de cor vermelha. Exemplo: o vermelho do tomate. – Cloroplastos – são mais freqüentes nas células vegetais. De forma ovóide, dotado de dupla membrana lipoprotéica, a externa é lisa e con- tínua e a interna apresenta dobras, que se dispõem paralelamente, como se fossem lâminas. A parte interna das dobras recebe o nome de lamela, e sobre as lamelas encontram-se minúsculas bolsas achatadas empilhadas uma sobre a outra como se fossem moedas, denominadas ti- lacóides. Cada pilha de tilacóide recebe o nome de granum. Ade- rido nas mem- branas das tila- cóides estão as moléculas de42capítulo 2
  • 41. clorofila, que captam a luz solar, fundamental no processo dafotossíntese. O espaço interno dos cloroplastos são preenchidos porumlíquido denominado estromaou matrizdo cloroplasto, contendoDNA, enzimas eribossomos.CentríoloEstruturas constituídas pordois cilindros. Cada cilindro é for-mado por nove conjuntos de trêsmicrotúbulos.Presente na grande maioriados seres eucariontes e ausentenos angiospermas e gimnos-permas.Acredita-se que sua funçãoesteja relacionada ao processo deorientação da divisão celular.Cílios e flagelos Expansões móveis da super-fície da célula. Os cílios e osflagelos diferem em número e ta-manho. Os cílios são curtos e nume-rosos, e os flagelos são longos eem pequeno número. São encontrados em seresunicelulares e em algumas célu-las de organismos pluricelulares. A estrutura interna dos cíliose flagelos é a mesma, ou seja, for-mados por nove pares periféricosde microtúbulos e um par demicrotúbulos central. capítulo 2 43
  • 42. VacúoloSão cavidades presentes no citoplasma, delimitadas por membranaprotéica. Podendo distinguir três tipos: – a) Vacúolo digestivo – formado a partir do acoplamento de um lisossomo com partículas englobadas pelo processo da fagocitose ou pinocitose. – b) Vacúolos pulsáteis ou contráteis – encontrados em pro- tozoários de água doce, que por serem hipertônicos em relação ao meio, a água entra por osmose. O excesso de água tem de ser transferido para fora, sob pena de romper a célula. – c) Vacúolo vegetal – ocupando grande parte do citoplasma da célula vegetal adulta, tem por função armazenar água, sais, açúca- res e pigmentos.N ÚCLEOPresente nas células eucariontes, é constituído dos seguintes ele-mentos: cariolinfa, cromatina e nucléolos. Todos esses elementos encon-tram-se envolvidos e separados do citoplasma pela carioteca ou mem-brana nuclear.44capítulo 2
  • 43. CariotecaSepara o material genético do citoplasma; é constituída por uma mem-brana dupla e lipoprotéica, semelhante às demais membranas. Apresentaporos, através dos quais ocorrem trocas de moléculas entre o núcleo e ocitoplasma. A membrana mais externa comunica-se com o retículoendoplasmático rugoso.Cariolinfa ou nucleoplasmaMassa semilíquida que preenche o núcleo, onde se encontram mer-gulhados os cromossomos e nucléolos.CromatinaFilamento constituído por DNA e proteínas, que quando observadoao microscópio eletrônico apresenta dois tipos básicos:– heterocromatina: porção menos ativa e bem visível, forma oscromossomos no processo da divisão celular. – eucromatina: menos condensada, portanto menos visível. É umaregião molecular de DNA mais ativa, em que os genes estão orientando asíntese de RNA e proteínas.Nucléolo Corpúsculo denso, constituído por proteínas e RNA ribossômico,presente no núcleo interfásico das células eucariontes, cuja função é sin-tetizar os ribossomos. Sendo a cromatina constituída por DNA e proteínas, material químicodos genes, em que se localizam as matrizes das proteínas que serãofabricadas, o núcleo é considerado o centro de controle da célula, é eleque comanda o funcionamento da mesma. t e s t e s1 – (UA-AM) Observando as célulasabaixo e analisando as estruturas queas integram, somos levados a dizer que:a) ambas são características de animaisb) ambas são características de vegetaiscapítulo 245
  • 44. c) a número 1 pertence a um vegetal e a número 2 pertence a um animald) a número 1 pertence a um animal e a número 2 pertence a um vegetale) as duas variedades de células são típicas, tanto de animais como vegetais2 – Em relação aos componentes celulares, assinale a alternativa correta.a) Membrana plasmática é uma estrutura lipoprotéica que funciona como bar- reira seletiva entre o citoplasma e o núcleob) Parede celular é uma exoesquelética rígida que circunda e protege o con- teúdo da maior parte das células vegetaisc) Plastos são organelas citoplasmáticas em células vegetais, recobertas por membranas e incapazes de autoduplicaçãod) Mitocôndrias são organelas limitadas por membranas, encontradas somen- te em células animais e que geram energia química na forma de ATPe) O núcleo é uma organela revestida por envoltório nuclear, presente tanto em organismos procariontes como em organismos eucariontes3 – O esquema abaixo representa a digestão intracelularI, II e III indicam, respectivamente:a) lisossomo, fagossomo e vacúolo digestivob) lisossomo, vacúolo digestivo e fagossomoc) vacúolo digestivo, fagossomo e lisossomod) fagossomo, lisossomo e vacúolo digestivoe) fagossomo, vacúolo digestivo e lisossomo46capítulo 2
  • 45. 4 – A figura abaixo mostra uma célula animal:Mitocôndrias e retículo endoplasmático rugosoestão representados, respectivamente, por:a) I e IVb) II e Ic) II e IIId) III e IVe) IV e Iquestes1 – Utilizando os conhecimentos sobre a vida do planeta Terra, responda:a) De onde provem todos os açúcares naturais (carboidratos) utilizados pelosanimais e vegetais?b) Por que se diz, se a produção dos açúcares naturais acabasse, a vida na Terraseria extinta?2 – (U.Taubaté) Citar a composição química e as funções da membranaplasmática.3 – (Unicamp-SP) A fagocitose é um mecanismo de endocitose utilizado pelascélulas, relacionado a diferentes funções nos seres vivos. Esse mecanismo ocorretanto em organismos unicelulares como em pluricelulares. Mencione duas fun-ções nas quais a fagocitose se encontra.4 – Considere as seguintes atividades celulares.a) síntese de proteínasb) transporte ativoc) digestão intracelular. Em qual delas o núcleo celular tem participação mais direta? Por quê?5 – Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese protéica tende, emgeral, a apresentar um grande nucléolo. Explique a relação.capítulo 247
  • 46. c a p í t u l o 3ÁCIDOS NUCLÉICOS Chamados de moléculas da vida, os ácidos nucléicos são de doistipos básicos: o ácido desoxirribonucléico – representado pela sigla DNA,responsável pela constituição do material genético (cromossomos egenes), localizado basicamente no núcleo das células – e o ácidoribonucléico – representado pela sigla RNA, sintetizado no núcleo peloDNA, atua no citoplasma, participando da síntese de proteínas.Os ácidosnucléicos são formados por grandes moléculas, ligadas à hereditariedadee ao comando e controle das atividades celulares.Á CIDODESOXIRRIBONUCLÉICO( DNA )Localizado em quase sua totalidade no núcleo das células eucariontes,e em menor quantidade no interior das mitocôndrias, dos cloroplastos eassociado aos centríolos. Nas células procarióticas, os cromossomos circulares dispersos pelocitoplasma são constituídos por DNA.A partir da década de 40 do último século, vários pesquisadores defi-niram algumas de suas propriedades, tais como:❑A molécula de DNA, sendo uma substância orgânica, é formada por partículas menores denominadas nucleotídeos;❑Está relacionado à hereditariedade;❑Seu formato deve ser um fio em forma de hélice;48capítulo 3
  • 47. ❑ O açúcar do DNA é a pentose dessoxirribose;❑ As bases nitrogenadas do DNA são adenina (A), guanina (G), citosina(C) e timina (T);❑ As proporções entre as bases nitrogenadas: adenina-timina e citosina-guanina é de 1 para 1. Com base nessas informações, o americano James D. Watson e oinglês Francis H. C. Crick iniciaram um estudo com a finalidade de criarum modelo para a molécula de DNA. Em 1953 propuseram uma estruturaque ficou conhecida como Modelo de Watson e Crick (que lhes valeu oPrêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1962). Segundo o modelo proposto por Watson e Crick, a molécula de DNAé composta por uma dupla hélice, ou duas cadeias helicoidais depolinucleotídeos, lembrando duas fitas enroladas uma na outra, unidaspelas bases nitrogenadas, e as ligações entre as bases é feita por pontesde hidrogênio. 1- Duas cadeias de nucleotídeos 2 - bases nitrogenadas G – guanina pareia com C – citosina T – timina pareia com A – ademinaModelo proposto por Watson e Crickcapítulo 3 49
  • 48. Bionotícias Seqüenciamento do genoma abre nova era para o câncer Pesquisadores e médicos norte-americanos afirmam que estamos entrando em uma nova era da medicina genética e molecular com a conclusão do seqüenciamento do genoma humano, colocando a pesquisa sobre câncer em um novo nível, visto que é uma doença dos genes.Algumas aplicações podem ser previstas, dentre elas uma melhor caracte- rização dos tumores, o que levará a tratamentos altamente específicos e diag- nósticos precoces antes da manifestação de sintomas. “Também há a possibili- dade de entender como as células normais se tornam cancerosas e usar medica- ções para prevenir essa transformação.” Especialistas acreditam que um dia pessoas, em especial aquelas com casos de câncer na família, terão seus perfis genéticos armazenados em um local seguro, prontos para serem analisados e alterar seu código genético (genes mutantes) que controla as funções do nosso corpo.E STRUTURA DA MOLÉCULA E SUA DUPLICAÇÃO A molécula de DNA é constituída pelo encadeamento de moléculasmenores denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído por três substâncias químicasdiferentes:❑uma base nitrogenada;❑uma pentose (açúcar com 5 átomos de carbono);❑um fosfato (PH4). O açúcar é sempre o mesmo: a desoxirribose.O fosfato também é o mesmo. Mas as bases nitrogenadas podem serde quatro tipos diferentes: adenina, timina, citosina e guanina, e pertencema duas categorias distintas: a adenina e a guanina, por derivar de umasubstância denominada purina, recebem o nome de bases púricas ou50capítulo 3
  • 49. purímicas. A citosina e a timina derivam de uma substância denominadapurimidina e recebem o nome de bases purimídicas.A molécula de DNA é descrita como uma dupla hélice, e que as pro-porções entre as bases A(adenina) e T(timina) é sempre de 1 para 1,assim como, entre as bases G(guanina) e C(citosina). Com base nesses dados, diz-se que, A e T são bases complementares,assim como C e G. Podendo concluir que em uma molécula de DNA com aseqüência de bases T C A C T G, a cadeia complementar será: A G T G A C,respectivamente. Ex: se no DNA de uma célula existem 15% de guanina,e como a guanina se liga à citosina, o percentual de citosina será de 15%.Restando portanto 70% para as outras bases: timina e adenina. Comotimina e adenina se completam, conclui-se então que o DNA terá 35% deadenina e 35% de timina.Uma molécula de DNA difere da outra pela ordem com que osnucleotídeos se dispõem ao longo da molécula.DUPLICAÇÃODO DNA Com a presença da matéria-prima (nucleotídeos) e da enzimapolimerase, a molécula de DNA se duplica, produzindo réplicas de si mesma.capítulo 351
  • 50. No processo da replicação, ocorre primeiramente o rompimento daspontes de hidrogênio, separando os filamentos da molécula; em seguida,nucleotídeos livres encontrados dispersos no interior da célula são con-duzidos pela enzima polimerase ao encontro dos filamentos livres, e vãose unindo aos nucleotídeos dos filamentos, obedecendo sempre àafinidade entre duas bases nitrogenadas. Dessa forma, quando o processose completa, cada filamento antigo serviu de molde para a construção deum novo filamento.Podemos dizer que a replicação do DNA é semiconservativa: poiscada DNA recém-formado possui um dos filamentos do DNA antigo.52 capítulo 3
  • 51. BionotíciasGene da longevidade Um conjunto de até dez genes – quepodem conter o segredo da longevidade –é a mais nova descoberta dos cientistas.Eles acreditam que os portadores dessesgenes não desenvolvem câncer, doençascardíacas, demência ou osteoporose. De-pois que as substâncias químicas produ-zidas pelos genes forem identificadas, oscientistas poderão sintetizá-las na formade medicamentos, beneficiando os idosos.A pesquisa foi feita com mosca-das-frutas e mostrou que, para aumentar aduração da vida, poucos genes precisam ser modificados. Espera-se que uma com-paração meticulosa dos perfis de genes humanos leve à descoberta de fatoressemelhantes nos seres humanos.Á CIDO RIBONUCLÉICO( RNA )Sintetizado pelo DNA, o RNA é uma macromolécula orgânica, consti-tuída por unidades menores, denominadas nucleotídeos.Mas difere do DNA na estrutura molecular, pois sua molécula é cons-tituída por um único filamento ou cadeia de nucleotídeos. Difere também do açúcar, cuja pentose é a ribose, e a base nitro-genada timina é específica da molécula de DNA e substituída pela basenitrogenada uracila (U); as demais bases são as mesmas, tanto para oDNA como para o RNA.Transcrição = produção de RNA a partir de uma seqüência da molé-cula de DNA. capítulo 3 53
  • 52. Para o DNA controlar as atividades celulares, ele sintetiza moléculasde RNA que transportam as informações genéticas aos locais onde elasserão interpretadas e transformadas em ações; como coordenar a produ-ção de proteínas e enzimas.Na síntese do RNA, a molécula de DNA abre-se em um determinadoponto. Nucleotídeos livres na célula vão se pareando a esse segmentoaberto. Completado o pareamento a esse segmento aberto, está pronta amolécula de RNA. Após a liberação do RNA, o DNA que serviu de moldereconstitui a molécula original.54 capítulo 3
  • 53. TIPOS DE RNAO DNA transcreve três tipos de RNA, que se diferenciam entre si, naestrutura molecular e na função. São eles:RNA-mensageiroRNA-transportador RNA-ribossômico (RNAm)(RNAt) (RNAr) Transporta asEncaminha os Faz parte da es- informações do có- aminoácidos dis-trutura dos ribosso- digo genético do DNA persos no citoplas- mos (organelas cito- para o citoplasma, ouma ao local ondeplasmáticas) onde a seja, determina as ocorrerá a síntesesíntese de proteínas seqüências dos ami-das proteínas ocorrerá noácidos na cons- trução das proteínasS ÍNTESE DE PROTEÍNASSabemos que o DNA coordena a síntese de proteínas, transcrevendoo seu código para a molécula de RNAm, que passa a conter uma seqüênciade nucleotídeos complementares à do filamento de DNA que o originou. Éessa seqüência que irá determinar a ordem que o aminoácido deve ter namolécula de proteína.São quatro as bases nitrogenadas que formam os nucleotídeos doRNAm: que representam cada um dos vinte aminoácidos existentes queformam as proteínas. Na década de 60 do último século, foi provado que cada grupo detrês nucleotídeos do RNAm forma um códon, e cada códon codifica umaminoácido. Exemplificando: uma proteína constituída por 200 aminoácidosé comandada por um RNAm com 600 nucleotídeos e 200 códons.Estipulada a seqüência de nucleotídeos no RNAm, o mesmo migrapara o citoplasma, unindo-se ao ribossomo, onde se inicia a leitura outradução do código. O ribossomo desliza ao longo da cadeia de RNAm, e ao mesmo tempoo RNAt encaminha os aminoácidos até os ribossomos. Os RNAt, porcapítulo 355
  • 54. possuírem bases complementares aos do RNAm, recebem a denomina-ção de anticódon. E, por afinidade das bases do códon do RNAm com asdo anticódon do RNAt, ocorre a ligação.À medida que completa a ligação, o ribossomo desliza para o códonseguinte, e outros aminoácidos vão sendo encaminhados pelo RNAt, atéque a proteína se completa.C ÓDIGO GENÉTICOO gene pode ser definido como a parte da molécula de DNA respon-sável pela síntese de uma proteína. Código genético é a relação entre cada códon e o aminoácido queele codifica. Se as bases nitrogenadas do RNAm permitem formar 64 agru-pamentos de três nucleotídeos, e cada trio de bases forma um códon quecodifica um aminoácido, então, por que existem somente vinte aminoácidosna natureza? A resposta está no trabalho de decifrar qual ou quaisaminoácidos são codificados por cada códon. E, na decifração do códigogenético, concluiu-se que os códons (UAG, UAA E UGA) não codificamnenhum aminoácido, mas indicam o fim de uma ligação ou cadeia deaminoácidos. E que o mesmo aminoácido pode ser codificado por códonsdiferentes. Como a correspondência entre os códons e os aminoácidosnão são extremamente específicas, diz-se que o código genético é dege-nerado.56 capítulo 3
  • 55. Relação dos vinte aminoácidos, assim como seus códons cor-respondentes.t e s t e s1 – (UNIP-SP)A estrutura abaixo relaciona-se com:a) síntese lipídicab) síntese de polissacarídeosc) síntese protéicad) fotossíntesee) quimiossíntesecapítulo 3 57
  • 56. 2 – (UFBA) A especificidade de dois segmentos de DNA que têm o mesmonúmero de nucleotídeos é determinada:a) pelo emparelhamento das bases complementaresb) pela natureza das moléculas de pentosec) pela seqüência das bases ao longo da cadeiad) pela relação entre os números de pares AT e GCe) pela relação entre os números de moléculas de pentose e de grupos fosfóricos3 – (Fuv est-SP)Qual das seqüências abaixo corresponde ao produto de trans-crição do segmento AATCACGAT de uma fita de DNA?a) TTACTCGTA d) UUAGUGCUAb) TTAGTGCTA e) AATGUGCTAc) AAUCACGAUquestões1 – (Fuvest-SP)De que maneira o DNA determina a seqüência de aminoácidosdas moléculas de proteínas?2 – (OMEC-SP)Como se duplica uma molécula de DNA? Por que essa dupli-cação é semiconservativa?3 – (Fuv est-SP)A análise química de uma molécula de ácido nucléico revelou aseguinte porcentagem de bases nitrogenadas: 15% de adenina, 25% de uracila,20% de citosina e 40% de guanina.Afirmou-se que a referida molécula era de DNA e não de RNA. Você concorda?Apresente duas características que justifiquem sua resposta.4 – (Fuvest-SP)Um determinado segmento da molécula de DNA apresentaa seguinte seqüência de bases: ACTCCGCTTAGG e TGAGGCGAATCC.Quais poderiam ser as seqüências de bases do RNA por ele produzido? Por quê?58capítulo 3
  • 57. c a p í t u l o 4 CICLO CELULAR É o período compreendido entre o surgimento de uma célula e a suadivisão, quando a mesma encerra a sua existência na produção de células-filhas, passando para elas as informações necessárias para a sua sobrevi-vência e para gerar novas células, dando continuidade à vida.A divisão celular pode ocorrer basicamente de duas formas: por mitosee por meiose.A mitose, nos seres eucariontes, é o processo de divisão responsávelpelo crescimento, desenvolvimento e reposição de células envelhecidasde um organismo. Nesse processo a célula envolvida origina duas célulasgeneticamente idênticas à célula-mãe. A meiose é o processo que tem por função produzir células germinativas,como o óvulo e o espermatozóide. Na meiose, a célula-mãe origina quatrocélulas-filhas, cada uma com metade da sua quantidade de material genético. Antes de iniciar o processo de divisão, a célula se prepara, fabri-cando algumassubstâncias edegradando ou-tras. A esse pe-ríodo interme-diário ou de pre-paração dá-se onome de intér-fase. capítulo 4 59
  • 58. I NTÉRFASE É o espaço compreendido entre duas divisões celulares sucessivas,e representa cerca de 80% do ciclo celular. Nesse período, a célula nãoestá se dividindo, mas encontra-se em grande atividade metabólica. Nointerior do núcleo ocorre a duplicação do DNA. No citoplasma ocorre aprodução da proteína histona, que, juntamente com o DNA, forma osfilamentos cromossômicos, através dos quais as informações genéticassão transmitidas da célula-mãe para as células-filhas. Baseando-se naduplicação do DNA, a intérfase pode ser dividida em três períodosconsecutivos:1º período: G1 – antecede a duplicação do DNA; nele ocorre a inten-sa produção de RNA e diversas proteínas;2º período: S – no qual ocorre a duplicação do DNA, e em conse-qüência a duplicação dos filamentos de cromatina formando oscromossomos;3º período: G2 – inicia-se com o término da duplicação do DNA e vaiaté o início da divisão. Nesta fase, os centríolos terminam sua duplicaçãoe se aproximam do núcleo; proteínas necessárias à divisão são produzi-das. A célula aumenta de tamanho induzindo a divisão.60 capítulo 4
  • 59. F ORMAÇÃO DOS CROMOSSOMOSOs cromossomos originam-se a partir da espiralização da cromatina,o que ocorre na intérfase. O emaranhado de fios que forma a cromatinase espiraliza, tornando-os mais curtos, mais espessos e duplos devido àduplicação do DNA. Cada braço do filamento duplicado é chamado decromátide. As cromátides de cada cromossomo permanecem unidas emuma região denominada centrômero. O centrômero é a última região dascromátides e se multiplicar. Quanto à posição dos centrômeros, os cromossomos podem ser clas-sificados em:a) Metacêntrico – forma dois braços do mesmo tamanho;b) Submetacêntrico – forma dois braços de tamanhos diferentes;c) Acrocêntrico – um dos braços é bem curto em relação ao outro;d)Telocêntrico – centrômero localizado na região terminal, o quedetermina um único braço.Quando as cromátides se separam totalmente, fenômeno que ocorredurante o processo de divisão celular, dão origem a dois cromossomosindependentes.D IVISÃO CELULARM ITOSEÉ o processo de divisão celular em que uma célula se divide e produzduas cópias de si mesma, ou seja: as células-filhas são idênticas à célula-mãe.capítulo 4 61
  • 60. Com exceção dos neurônios (células nervosas) e algumas célulasmusculares, todas as demais células de um organismo (somáticas) sofremmitoses. A mitose é um processo contínuo, mas, para facilitar seu entendi-mento, foi dividida em fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.PRÓFASE É a fase inicial, em que ocorrem os seguintes eventos:a) Os centríolos duplicados na intérfase migram para pólos opostos da cé- lula, a partir dos quais forma-se um conjunto de fibras protéicas, consti- tuindo o áster, e um conjunto de fibras que vão de um centríolo ao outro, formando o fuso mitótico. São as chamadas fibras cromossômicas.b) Os nucléolos vão se desintegrando, até desaparecer.c) Os cromossomos se condensam, tornando-se visíveis.d) O núcleo aumenta de volume, provocando o rompimento da carioteca nuclear. Com a desintegração da carioteca, termina a prófase, inician- do-se a metáfase. célula na prófase intérfaseinicialcentríolosduplicadosetapas da prófase cromatina nucléolosprófasefinalMETÁFASE Após a desintegração da carioteca, os cromossomos atingem o máximode condensação e migram para a região equatorial da célula. Aí, cadacromossomo se une aos dois pólos da célula por meio das fibras do fuso. Nofinal da metáfase cada cromossomo já possui seu centrômero próprio.62capítulo 4
  • 61. ANÁFASEOs centrômeros, já indivi-dualizados, separam-se, e ocor-re o encurtamento das fibras dofuso. Os cromossomos irmãos mi-gram para pólos opostos em di-reção aos centríolos.TELÓFASEa) Os cromossomos se descondensam, os nucléolos reaparecem, e as fibras do fuso e o áster desaparecem.b) Ocorre a cariocinese: divisão do núcleo.c) Ocorre a citocinese: divisão do citoplasma. Na célula animal a citocinese ocorre de fo- ra para dentro.d) A carioteca se reorganiza ao redor de cada núcleo filho. As cé- lulas-filhas se separam. capítulo 463
  • 62. M I TO S E NA CÉLULAV E G E TA LSão duas as diferenças básicas entre a mitose da célula vegetal, e ada célula animal.a) Não há centríolos nem áster na mitose vegetal, chamada portanto de anastral e acêntrica. Mas formam-se as fibras do fuso.b) A citocinese é de dentro para fora. Surge na região equatorial da célula uma membrana fina e elástica, na qual ocorre um depósito de celulo- se que acaba por delimitar as duas células.M EIOSEPrófase IMetáfase I Divisão I (Reducional R!)Anáfase ITelófase I MeiosePrófase II Divisão II (Equacional E!) Metáfase IIAnáfase IITelófase IIEsta divisão produz células-filhas com metade dos cromossomos dacélula-mãe.Nos animais, ameiose produz ga-metas (óvulos e es-permatozóides); nosvegetais produz es-poros. A meiose constade duas divisõescelulares consecu-tivas, e cada divisãoconsta de quatrofases:64 capítulo 4
  • 63. P RÓFASE IPor se tratar de uma fase longa, a prófase I da meiose foi subdivididaem cinco subfases; leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.Subfase leptótenoNesta subfase as cromátides du-plicadas na intérfase iniciam suacondensação. A condensação nãoocorre por igual ao longo das cro-mátides.Algumas regiões tornam-se maiscondensadas e passam a se chamarcromômeros. Os cromossomos ho-mólogos possuem os cromômeros namesma posição.Subfase zigótenoOcorre a aproximação e a ligação entre os cromossomos homólogos,fenômeno denominado sinapse cromossômica, e em seguida ocorre oempareamento dos homólogos.Subfase paquítenoOs cromossomos pareados formam conjuntos denominadosbivalentes ou tétrades. No final do zigóteno e início do paquíteno ocor-rem freqüentes quebras de pedaços das cromátides que formam oscromossomos homólogos emparelhados, e em seguida reparação dasquebras com ligações desses pedaços, às vezes em cromátidestrocadas.capítulo 465
  • 64. Esse fenômeno é conhecidocomo permuta ou crossing-over. Éum fenômeno de grande impor-tância biológica, pois permite amistura de material genético, oque leva a uma variabilidade decaracteres dentro de uma espécie. Subfase diplóteno Devido à permuta ou crossing-over ocorrida na subfase paquíteno,algumas cromátides que formamtétrades se encontram cruzadas, naforma de “X” , e a esses cruzamen-tos dá-se o nome de quiasmas. Oquiasma é o ponto visível de umapermuta ou de um crossing-over. Subfase diacineseNesta subfase as homólogos seafastam, os quiasmas deslizam paraas extremidades dos cromossomos(terminalização dos quiasmas).Os centríolos duplicados mi-gram para pólos opostos da célula. Surgem as fibras do áster e asfibras do fuso. DIACINESE Os nucléolos e a carioteca de-sintegram-se e desaparecem.66 capítulo 4
  • 65. M E T Á FA S E I Com a ausência da carioteca, os cromossomos se espalham pelocitoplasma.Cada um dos cromossomos que formam os homólogos une-se à fibrado fuso e dirige-se para a região equatorial da célula.A N Á FA S E I Nesta fase ocorre o encurtamen-to das fibras do fuso, os homólogosnão se separam como ocorre namitose, e as cromátides que formamos cromossomos homólogos migramjuntas para os pólos opostos.Telófase IOcorre a cariocinese (duplicaçãodo núcleo).As cariotecas se reorganizam aoredor dos novos núcleos.As fibras do fuso desaparecem, eos nucléolos e os centríolos rea-parecem. Anáfase I Em seguida ocorre a citocinese,dando origem a duas células.capítulo 467
  • 66. D I V I S Ã O II DA MEIOSEA meiose II é muito semelhante à mitose; os fenômenos ocorridos namitose se repetem na meiose II, com exceção de ser precedida de dupli-cação do material genético.P R Ó FA S E IIInicia-se a condensação dos cromossomos.Desaparecem os nucléolos.Os centríolos migram para pólos opostos da célula.Surgem os ásteres e as fibras do fuso.A carioteca desintegra-se, marcando o fim da prófase II.68capítulo 4
  • 67. M E T Á FA S E II Com a ausência da carioteca, os cromossomos se espalham pelocitoplasma, ligam-se às fibras do fuso e migram para a região equatorialda célula.A N Á FA S E IIOs centrômeros que unem as cromátides-irmãs bipartem-se e ocorrea separação total das mesmas.Com o encurtamento das fibras do fuso, as cromátides migram paraos pólos opostos da célula.anáfase IImetáfase IIT E L Ó FA S E I IAs cariotecas se refazem ao redor dos novos núcleos. Ocorre a cito-cinese, originando quatro células-filhas, com metade da quantidade deDNA da célula inicial.capítulo 469
  • 68. t e s t e s1 – (UEL-PR)As figuras abaixo mostram fases da mitose.A fase não representada é a:a) intérfase b) prófase c) metáfase d) anáfase e) telófase2 – (Uni-SP)A figura representa:a) metáfase I da meioseb) anáfase da mitosec) anáfase da miosed) anáfase II da meiosee) telófase II da meiose3 – (UEL-PR)Na figura abaixo, está representado um par de homólogos deuma célula em prófase I da meiose.Considerando a figura, as seqüências de genes que poderão ser encontradas nascélulas resultantes da meiose serão:a) ABC; Abc; aBc; abc d) ABC; Abc: aBC; abcb) ABC; AbC; aBC; abce) ABC; aBC; aBc; abcc) ABC; AbC; aBc; abc70capítulo 4
  • 69. 4 – (Unip-SP)Durante o processo mitótico de divisão celular ocorrem osseguintes eventos:I – Início da condensação cromossômicaII – Divisão dos centrômeros e separação das cromátidesIII – Acontece a citocineseIV – Cromossomos alinhados no plano equatorial da célulaA seqüência correta de tais eventos é:a) I ➔II ➔III ➔IV d) II ➔I ➔III ➔IVb) I ➔IV ➔II ➔III e) III ➔II ➔I ➔IVc) I ➔III ➔II ➔questões1 – (Fuvest-SP)Considere os processos de mitose e meiose.a) Qual o número de cromossomos das células originadas, respectivamente,pelos dois processos, na espécie humana?b) Qual a importância biológica da meiose?2 – (Unicamp-SP) intérfase é um período em que as células estão em re-“Apouso.” Você concorda? Justifique sua resposta.3 – (EEM-SP)Como você diferencia uma mitose vegetal de uma animal?4 – (Unicamp-SP) Comente a frase: “cromossomos e cromatina são dois esta-dos morfológicos dos mesmos componen-tes celulares de eucariotos”.5 – (Fuvest-SP)Um grupo de células domesmo tecido está em processo de divi-são.Algumas fases desse processo estão re-presentadas ao lado.a) Que tipo de divisão celular está ocor- rendo? Justifique sua resposta.b) Qual seqüência de números indica a ordem em que acontecem as etapas sucessivas no processo da divisão?c) Em que etapa(s) está(ão) ocorrendo evento(s) que promove(m) variabilidade genética? Justifique sua resposta.capítulo 4 71
  • 70. c a p í t u l o 5 PRODUÇÃO DE ENERGIA DACÉLULA Construir o próprio corpo, mantê-lo em funcionamento, reparar le-sões provocadas pelo desgaste, reproduzir são algumas das atividadesque fazem parte do universo das muitas atividades que mantêm o funcio-namento harmonioso de um organismo vivo. Mas, para manter essa har-monia, é necessário trabalho. E para realizar trabalho é necessário ener-gia. Por meio da primeira lei de termodinâmica sabemos que “a energianão pode ser criada, nem destruída: apenas transformada” e transferidade um organismo para outro. Vamos então analisar os principais meiospelos quais os organismos conseguem obter energia.R ESPIRAÇÃO ANAERÓBICA OU FERMENTAÇÃOA molécula de glicose é fonte de energia para os organismos. O proces-so de quebra da glicose para obtenção de energia é chamado de respiração. A fermentação é a quebra parcial da molécula de glicose, que ocorre naausência de oxigênio, portanto, é um processo anaeróbico. Os organismosque realizam apenas este tipo de respiração são chamados anaeróbicosestritos. Mas existem organismos que realizam a fermentação em condiçõesde escassez de oxigênio — são os facultativos.Na primeira etapa, a glicose (C6H12O6) é degradada em duas moléculasmenores, com três átomos de carbono, o ácido pirúvico (C3H4O3). Essa eta-pa é denominada glicólise, e é comum tanto para a fermentação como paraa respiração aeróbica, processo que analisaremos posteriormente. Sendouma reação que desprende energia, é denominada exotérmica.72 capítulo 5
  • 71. Com energia liberada na glicólise, há formação de quatro moléculas deATP (trifosfato de adenosina, um nucleotídeo formado por uma basenitrogenada — a adenina, um açúcar —, a ribose e três moléculas de ácidofosfórico) composto capaz de armazenar energia; e duas moléculas de NADH2(nicotinamida-adenina dinucleotídeo), moléculas transportadoras dehidrogênio.capítulo 573
  • 72. OS PRINCIPAIS PROCESSOS DE FERMENTAÇÃO SÃO :F E R M E N TA Ç Ã O LÁCTICA É realizada por diversos organismos, entre eles os lactobacilos (bac-térias em forma de bastão que utilizam energia resultante da degradaçãode moléculas de lactose-açúcar do leite).Por ação de enzimas digestivas, a lactose é desdobrada em glicose egalactose, que são monossacarídeos. Em seguida os monossacarídeosentram na célula bacteriana, onde ocorre a fermentação. Cadamonossacarídeo dá origem a duas moléculas de ácido pirúvico, que éconvertido em ácido láctico, responsável pelo coalho do leite.Os lactobacilos são utilizados pelo homem na produção de iogurtes,yakult, coalhadas etc. Algumas vitaminas, como as do complexo B, são produzidas em nos-so intestino graças à ação dos lactobacilos. Pode ocorrer a fermentação láctica nas nossas células musculares.Quando submetemos nossas células musculares a uma atividade intensapode ocorrer que o oxigênio levado às células dos músculos não sejasuficiente para suprir as atividades energéticas dos mesmos; e na falta dooxigênio a célula realiza a fermentação, liberando ácido láctico para ascélulas do músculo, produzindo no mesmo dor, cansaço ou cãibra.Equação = C6H12O6 —>2C3H6O3 + 2ATP Glicose -‡ ácido láctico + energia74capítulo 5
  • 73. F E R M E N TA Ç Ã O ALCOÓLICAOcorre entre algumas bactérias, em leveduras (fungos microscópi-cos) etc. Na fermentação alcoólica o ácido pirúvico libera inicialmente umamolécula de CO2, recebendo posteriormente dois átomos de hidrogênio(H2) da molécula de NADH2, produzindo o álcool etílico. Os microrganismos responsáveis pela fermentação alcoólica são uti-lizados pelo homem na fermentação da uva, do malte, da cana-de-açú-car, produzindo respectivamente o vinho, a cerveja e a cachaça.Equação = C6H12O6 —> 2C2H5OH + 2CO2Glicose ➔ álcool etílico + gás carbônicoF E R M E N TA Ç Ã O AC É T I C ARealizada por bactérias denominadas acetobactérias, produz o ácidoacético, utilizado pelo homem na fabricação do vinagre. O ácido acético étambém responsável pelo azedamento do vinho, dos sucos de frutos. CO2C3H4O3 (ácido pirúvico) C2H3O (ácido acético)—————————>+ H2NAD 2NADH capítulo 5 75
  • 74. R ESPIRAÇÃOAERÓBICAÉ o processo de obtenção de energia pela oxidação de moléculasorgânicas, tais como os carboidratos e lipídios. A respiração aeróbica, que utiliza oxigênio para liberar energia, podeser representada pela seguinte equação geral: C6H12O6 + 6 CO2——————> 6CO2 + 6H2O + energia glicose + oxigênio gás carbônico + água + energiaAS TRÊS ETAPAS DA RESPIRAÇÃO1 - E TA PA – G L I C Ó L I S Eª Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da molécula deglicose, carregando energeticamente duas moléculas de ATP, liberandoduas moléculas de ácido pirúvico que são utilizadas na próxima etapa. A glicólise da respiração é idêntica à da fermentação.2 - E TA PA – C I C L OªDE KREBS Estudado pelo bioquímico inglês Hans Krebs, ocorre no interior dasmitocôndrias, mais especialmente na matriz mitocondrial. Neste ciclo, asduas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), resultantes da glicólise, serãodesidrogenadas (perdem hidrogênio) e descarboxiladas (perdem carbo-no). Os hidrogênios retirados são capturados por aceptores de hidrogênio,que podem ser o NAD (nicotinamida-adenina dinucleotídio) ou FAD (flavina-adenina dinucleotídio), com a conseqüente formação de NADH2 e FADH2O ácido pirúvico, perdendo hidrogênio e carbono, converte-se emaldeído acético.O aldeído acético se reúne a uma substância denominada coenzimaA (CoA), formando acetil-CoA.Esta, por sua vez, combina-se a um composto de quatro átomos decarbono, já existente na matriz mitocondrial, denominado ácido oxalacético.Nesse momento inicia-se propriamente o ciclo de Krebs. A coenzima Aapenas ajuda o aldeído acético a se ligar ao ácido oxalacético, e nãopermanece no ciclo. Forma-se um composto de seis átomos de carbono,que é o ácido cítrico. Este ácido possui três carboxilas (-COOH); dessaforma o ciclo de Krebs é também conhecido como ciclo do ácido cítrico,ou seja, do ácido tricarboxílico. O ácido cítrico sofre descarboxilações e76capítulo 5
  • 75. desidrogenações, resultando em vários compostos intermediários. No fi-nal do processo, o ácido oxalacético é regenerado e devolvido à matrizmitocondrial. Nesse processo, cada acetil-CoA degradada libera três mo-léculas de NADH2 e uma molécula de FADH2, duas moléculas de CO2,que são expedidas para o meio, e uma molécula de ATP. capítulo 577
  • 76. 3ª - E TA PA – C A D E I A R E S P I R AT Ó R I AEsta etapa ocorre nas cristas mitocondriais do interior dasmitocôndrias. As moléculas de hidrogênio retiradas da glicose pelas moléculas deNAD e FAD, produzindo NADH2 e FADH2, durante a glicólise e o ciclo deKrebs, serão transportadas até o oxigênio, formando moléculas de água,liberando energia para a produção de ATP.Na cadeia respiratória, as moléculas de NAD e FAD funcionam comotransportadoras de hidrogênio. A combinação de hidrogênio com oxigênio não se realiza de formadireta.Existem, então proteínas intermediárias denominadas citocromos, quepermitem a liberação gradativa de energia. As proteínas citocromos têm opapel de transportar os elétrons dos hidrogênios gradativamente.Os hidrogênios liberam energia, utilizada na fosforilação (formaçãode ATP a partir de ADP+P). Depois de descarregados, já no final da cadeiarespiratória, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando água.Por ocorrer na presença do oxigênio, a fosforilação é denominada oxidativa. å78capítulo 5
  • 77. Saldo energético da respiração aeróbica, a partir da degradação deuma molécula de glicose: EtapaHidrogênio ATP Glicólise 2 NADH24 ATP Ciclo de Krebs8 NADH22 ATP 2 moléculas de áci- 2 FADH2 do pirúvico, portanto 2 voltas Cadeia respiratória 10 NADH230 ATP 2 FADH24 ATP Total geral 40 ATP Gasto 2 ATP na -2 ATP glicólise Saldo líquido 38 ATPEquação: C6H12O66CO2 + 6H2O + 38 ATP——————>F OTOSSÍNTESE A Bioenergética encarrega-se de estudar as formas de captação daenergia luminosa e de todas as transformações que ela pode sofrer nosorganismos vivos. Os seres fotossintetizantes são os captadores e fixadoresda energia luminosa, e por meio de um conjunto de reações químicas trans-formam a energia luminosa em energia química, formando compostos or-gânicos que servem de alimento aos seres vivos. Com exceção dascianobactérias (bactérias fotossintetizantes), cuja clorofila se encontra dis-persa pelo citoplasma, nos demais seres autótrofos ou autotróficosfotossintetizantes a clorofila está localizada no interior dos cloroplastos oumais especificamente nas lamelas ou grama dos cloroplastos. Para que a fotossíntese ocorra, há necessidade de luz, água e gáscarbônico, podendo ser representada pela equação endergônica (precisaganhar energia para ocorrer). O 6CO2 + 6H2O + luz—————————> C6H12O6 + 6 2 gás carbônico + água + luz →glicose + oxigênio capítulo 5 79
  • 78. Por meio de um experimento, em que a H2O fornecida à planta con- 18 16tém isótopo de oxigênio ( O) e CO2 com oxigênio normal ( O), verifi- 18cou-se que, ao final da reação, o oxigênio liberado é o isótopo ( O ),onde se conclui que o oxigênio desprendido no processo da fotossíntesevem da água; então a equação mais apresentada do processo é:O 6CO2 + 12H2O + luz———————>C6H12O6 + 6H2O + 6 2clorofilaAS ETAPAS DA FOTOSSÍNTESEA fotossíntese se realiza em duas etapas: a etapa de claro, ou etapafotoquímica, depende diretamente da luz; e a etapa de escuro, ou seja,química, onde a luz não se faz necessária. A etapa química depende dosprodutos elaborados na etapa fotoquímica para ocorrer.E TA PA DE CLARO OU F OTO Q U Í M I C AOcorre nas partes clorofiladas dos cloroplastos, a descarga de luz incidesobre as moléculas de clorofila. Ao absorver a luz, elétrons da molécula declorofila têm seu nível energético aumentado, e desprendem-se da molé-cula de clorofila. Se a clorofila for do tipo “a”, o elétron desprendido é reco-lhido por enzimas aceptoras de elétrons (ferridoxiria e citocromo). Ao pas-sar pelas enzimas aceptoras de elétrons, o mesmo descarrega o excessode energia, voltando ao seu nível normal, e retorna à molécula de clorofila“a”, de onde saiu. A energia por ele desprendida é aproveitada por molécu-las de ATP (difosfato de adenosina), que, com a energia recebida, passa àcondição de ATP (trifosfato de adenosina), processo denominado fotofos-forilação cíclica.Fosforilação = transformação de ADP em ATP (ganha um fosfato).Cíclica = elétrons desprendidos da molécula de clorofila “a” voltam aela novamente.Se o elétron desprendido for da clorofila “b”, o processo é o mesmo daclorofila “a”, só que o elétron desprendido, voltando ao seu nível energéticonormal, não volta à molécula de clorofila de origem, e é entregue a umamolécula de NAD (nicotinamida-adenina dinucleotídeo), que fica reduzidaa NADP, processo denominado fotofosforilação acíclica.Paralelo a esses processos, e sob a ação da luz, as moléculas de água sequebram, liberando O2 (oxigênio). O NADP recebe os hidrogênios da água ereduz-se a NADPH2, processo denominado fotólise da água ou reação de Hill.80capítulo 5
  • 79. EQUAÇÃODA FOTÓLISE DA ÁGUA + -2H2O + luz —————————> 4H + 4 e + O2 clorofila +4H + 2NADP —————————>2NADPH2S ALDO DA ETAPA DE CLARO OU FOTOQUÍMICAProdução de ATP –––> utilizado posteriormente na etapa de escuro.Produção de NADPH2 –––> fornecerá hidrogênio ao CO2 na fase es-curo, produzindo glicose.ETAPADE ESCURO OU QUÍMICAOcorre no estroma, parte desprovida de clorofila dos cloroplastos; ondese encontram moléculas de DNA, RNA e ribossomo.Esta etapa é mais lenta e conta com a participação de inúmeras enzimas,conhecida também como etapa enzimática. Consiste em um conjunto dereações químicas que, utilizando a energia armazenada em moléculas deATP da fase claro, permite a combinação de CO2 com H2O, formando glicose. A combinação não ocorre diretamente: o CO2 e a H2O reagem inicial-mente com um composto, formado de cinco (5) carbonos (pentose), a rebose-difosfato (RDP), que depois de várias reações formará a glicose.A pentose utilizada é restaurada no final. Essa série de reações recebeo nome de ciclo das pentoses ou ciclo de Calvim. As reações dessa fasepodem ser expressas com a seguinte equação:6CO2 + 12NADPH2 + ATP –––——————> C6H12O6 + 6H2O + 12NADPenzimasFotossíntese é o espectro da luz branca. A luz branca (do sol) é formada por um conjunto de radiaçõeseletromagnéticas de vários comprimentos de ondas, que variam numa escalade 350 nm (namômetro), correspondente a violeta, a 760 nm, correspondenteao vermelho (espectro visível aos nossos olhos). As radiações, que vão de um extremo ao outro, não são absorvidas coma mesma intensidade pela clorofila, medindo a quantidade de energiaabsorvida pela clorofila em cada onda de radiações que compõe o espectrovisível; utilizando-se o aparelho espectrofotômetro, verificou-se que as radia- capítulo 581
  • 80. ções azul e vermelha (comprimento de ondas de 450 nm a 700 nm res-pectivamente) são as mais absorvidas e onde a taxa da fotossíntese érelativamente alta. E as radiações verde e amarela (comprimento de ondade 500 nm a 580 nm respectivamente) são as menos absorvidas. Portanto,uma planta submetida à luz verde praticamente não realiza fotossíntese.ESPECTRO DA LUZ BRANCA82 capítulo 5
  • 81. t e s t e s1 – (Cesgranrio-RJ)Dentre os processos de obtenção de energia pelos seresvivos, o mais vantajoso é a respiração. Sob o ponto de vista energético, a etapa darespiração aeróbica que se assemelha à fermentação é:a) glicólise, com produção de 2 moléculas de ATP por molécula de glicoseb) via das pentoses, com produção de 6 moléculas de ATP por molécula de glicosec) sistema transportador de elétrons, com produção de 26 moléculas de ATP por molécula de glicosed) cadeia respiratória, com produção de 32 moléculas de ATP por molécula de glicosee) fosforilação oxidativa, com produção de 38 moléculas de ATP por molécula de glicose2– (Cesgranrio-RJ)Indique a alternativa correta para o fenômeno apresentadode forma muito simplificada.FENÔMENOCARACTERÍSTICA ARespiração celularSe realiza em presença de O2 BFermentação bacteriana Produz pouco açúcar CFermentação alcoólica Produção baixa de ATP DRespiração aeróbica Mais eficiente em produzir ATP FFermentação láctica Degradação completa da glicosecapítulo 5 83
  • 82. questões1 – O esquema abaixo representa o fluxo de energia biológica.a) Que processos do metabolismocelular 1 e 2 representam?b) Que organelas estão representa- das em 3 e 4?c) O que A + B e C + D represen- tam?d) O que E representa?2 – ( FEP A respiração em nível intracerlular é o processo de obtenção deA)energia através da degradação de um substrato e que ocorre em várias etapas.Esta degradação pode ainda se realizar na presença ou não de oxigênio. O esque-ma abaixo representa uma das etapas deste processo; observe-o e responda:a) Qual a etapa em foco?b) Em que região da célula ocorre esta etapa?c) Em que consiste a referida etapa?d) Para esta etapa, se faz necessário o oxigênio? Justifique.e) Quantas moléculas de ATP são produzidas e quantas são consumidas nesta etapa?84capítulo 5
  • 83. c a p í t u l o 6 TAXIONOMIA DOS SERES VIVOS(C LASSIFICANDOA DIVERSIDADE BIOLÓGICA )A partir de épocas remotas, quando o homem passou a deixar vestí-gios de sua existência na Terra, pôde-se perceber o interesse que osmesmos tinham em conhecer melhor o mundo em que viviam e suas rela-ções com os demais seres vivos. Passando por um processo evolutivo, o homem pôde perceber quepara conhecer melhor a imensa diversidade de espécies que habitam aTerra, teria de organizar uma estrutura que facilitaria seus estudos. Co-meçou por agrupar os seres vivos, estabelecendo para isso alguns crité-rios, tais como as características externas, comuns a alguns seres vivos.A parte da Biologia que procura organizar e classificar os seres vivos éconhecida como “taxionomia” (do grego taxis = ordem ).Com o decorrer dos tempos, foram propostos vários sistemas paraclassificar os seres vivos. As primeiras classificações baseavam-se nascaracterísticas externas e, quanto mais parecidos, maior seria o grau deparentesco. Com o passar dos tempos, os métodos de classificação foram-se modernizando e sendo codificados por meio de nomenclatura própria. Em 1735, o botânico sueco Carl von Linné (Lineu) estabeleceu umsistema para classificar os seres vivos, propondo também os nomes paracada agrupamento, obedecendo sempre a uma hierarquia.Nessa hierarquia a unidade de classificação é a espécie, que Lineudefiniu como sendo um agrupamento de seres vivos semelhantesanatomicamente. No século XVII, dominava o pensamento fixista ou daimutabilidade das espécies, ou seja, os seres foram criados a partir de capítulo 685
  • 84. uma forma fixa e imutável. E todos os demais eram cópias do original.Quando não idênticas, falava-se em cópias imperfeitas do ideal. O siste-ma de classificação estabelecido por Lineu, apesar de ter sofrido algu-mas adaptações, é válida até hoje. Estabelecido o termo espécie, comosendo a unidade de classificação, espécies semelhantes foram agrupa-das em outra categoria – o gênero. Do mesmo modo, os gêneros podem ser reunidos, formando famíli-as. Famílias podem ser reunidas, formando ordens. Ordens são reunidasem classes. As classes podem ser reunidas, formando filos. Filos se reú-nem formando reinos. O reino é a categoria taxonômica mais abrangentede classificação.S ISTEMADE CLASSIFICAÇÃO E NOMENCLATURA Vimos anteriormente que o sistema de classificação formulado porLineu (1735) é válido até hoje. Mas Lineu não só classificou os seresvivos dentro de categorias hierárquicas, como também adotou um siste-ma de nomenclatura, que é utilizado até hoje, conhecido como Sistemabinominal de nomenclatura. Isso quer dizer que o nome de uma espécie ésempre composto, ou seja, formado por duas palavras. O primeiro nomese refere ao gênero, e o segundo, à espécie. Por exemplo: o cão e o lobopertencem ao mesmo gênero – Canis – mas pertencem a espécies dife-rentes. O cão pertence à espécie Canis familiares, e o lobo, à espécieCanis lupus. Quanto ao idioma em que deveria ser escrito o nome cientí-fico, Lineu concluiu que o ideal seria utilizar uma nomenclatura universal(comum a todos os cientistas, independentemente da nacionalidade) eque não sofresse modificações.O latim, por ser uma língua morta, foi a escolhida. Com essas pro-postas, Lineu teve o mérito de uniformizar universalmente a nomenclatu-ra dos seres vivos. Alguns exemplos de classificações e nomenclaturas:AS PRINCIPAIS REGRAS DE NOMENCLATURA Todo nome científico deve ser escrito em latim.O nome científico de um ser vivo deve sempre ter duas palavras: aprimeira refere-se ao gênero, e a segunda, à espécie. O nome do gênero deve ser escrito com inicial maiúscula, e o da86capítulo 6
  • 85. espécie com minúscula; exemplos: Homo sapiens (homem) Canis familiaris(cão) Zea mays (milho).O nome científico, tanto do gênero como da espécie, deve ser escritode modo a se destacar do texto (manuscrito, deve ser sublinhado e emimprensa deve-se utilizar o itálico.Quando ocorrem subdivisões das categorias taxonômicas, por exem-plo: subespécie, subgênero, subclasse etc., o nome da subespécie devevir depois do nome da espécie e em letra minúscula; exemplo: Crotalusterrificus durissus (cascavel da América Central).O nome científico do subgênero deve vir entre o nome do gênero e daespécie, e deve ser escrito entre parênteses e com a inicial maiúscula.Exemplo: Anophheles (Nyssurhyunchus) darlingi – (um tipo de mosquito).Quando se deseja mencionar o autor e a data que descreve a espécie,seu nome e data vêm depois da espécie.Exemplo: Trypanosoma cruzi Chagas, 1909 (protozoário que transmi-te a doença de Chagas)O nome das famílias deriva do gênero, acrescido da terminação idae.Exemplificando: Homo (gênero da espécie humana) família Hominidade.Com o passar dos tempos, os critérios de classificação foram toman-do novos rumos, pois a humanidade, acumulando conhecimentos, pas-sou a contestar alguns princípios estipulados por Lineu, como a idéia daimutabilidade ou fixismo.Com os trabalhos de Darwin, sobre a evolução das espécies e o pro-cesso de seleção natural, prevaleceu a idéia de que os organismos maisbem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência. E a seleçãonatural, agindo sobre determinado grupo, pode provocar transformações,podendo levar à constituição de uma nova espécie; contestando assim aidéia de Lineu, de que as espécies eram imutáveis.Atualmente, os recursos que permitem determinar o grau de parentescoentre seres vivos estão bastantes sofisticados. Semelhanças são examina-das até o nível de DNA: a seqüência de aminoácidos em uma proteína variade espécie para espécie; por isso, quanto maior forem as diferenças entre asseqüências de aminoácidos, menor será o grau de parentesco.E a diferenciação de espécie proposta por Lineu hoje passou a ter umanova definição: espécie designa um conjunto de seres semelhantes capazesde se cruzar entre si em condições naturais, produzindo descendentes férteis.capítulo 6 87
  • 86. D IVERSIDADEDOS SERES VIVOS E CRITÉRIOS DEAGRUPAMENTO DOS REINOSPor muito tempo, os seres vivos foram classificados em dois grandesreinos: Animal e Vegetal. Posteriormente outras classificações foram esti-puladas, até 1969, quando o cientista americano R. H. Whittaker propôsuma nova classificação para os seres vivos, dividindo-os em cinco reinos– atualmente a mais aceita.R EINO M ONERA Formado por organismos unicelares, procariontes (desprovidos demembrana nuclear). São as bactérias e as cianobactérias.R EINO P ROTISTAFormado por organismos eucariontes (células mais complexas, cujomaterial genético encontra-se delimitado no citoplasma pela membrananuclear), sem tecidos organizados. São protistas: os protozoários (ameba,giárdia) e as algas (protófitas).R EINO F UNGIFormado por fungos uni ou pluricelulares, eucariontes, microscópi-cos (leveduras) ou macroscópicos (cogumelos).R EINO P LANTAEOU M ETAPHYTAFormado por organismos pluricelulares, eucariontes, autótrofos. Sãoos vegetais aquáticos ou terrestres.R EINO A NIMALIA OU M ETAZOAFormado por organismos pluricelulares, eucariontes heterótrofos. Sãoos animais.t e s t e s1 – (UFES)Têm maior grau de semelhança entre si dois organismos que estãocolocados dentro de uma das seguintes categorias taxionômicas:a) classe b) divisão c) famíliad) gêneroe) ordem2 – (Cesgranrio-RJ) Com referência ao Homo sapiens, assinale a seqüênciaabaixo que exprime o grau de complexidade taxionômica da espécie humana:a) Hominidae, Homo sapiens, Homo, Chordata, Primata, Mammalia, Vertebrata88 capítulo 6
  • 87. b) Chordata, Mammalia, Vertebrata, Homo, Hominidae, Primata, Homo sapiensc) Mammalia, Vertebrata, Chordata, Primata, Hominidae, Homo, Homo sapiensd) Chordata, Vertebrata, Mammalia, Primata, Hominidae, Homo, Homo sapiens3 – (UECE) Na classificação dos seres vivos, um conjunto de famílias chama-se:a) gênerob) ordemc) classed) reinoquestões1 – (UFOP-MG)Um aluno, ao redigir um trabalho em sua escola, citou nomescientíficos, dentre eles:a) Trypanosoma Cruzic) Rana sculenta marmoratab) Anopheles (Nyssorhynchus) darlingid) Carica papayaComente as regras de nomenclatura nos nomes científicos acima.2 – (Unicamp-SP)eptodactylus labyrinthicus é um nome aparentemente complicadoLpara um anfíbio que ocorre em brejos do Estado de São Paulo. Justifique o uso donome científico em vez de, simplesmente, “rã-pimenta”, como dizem os pescadores.3 – (UFJF-MG)Quantos e quais são os reinos dos organismos vivos? Caracte-rize estes táxons.4 – (Fuvest-SP)“(...) se “o naturalista quisesse investigar (...) as formas huma-nas (...), veria no Brasil uma população imensa, mestiça de negros e portugueses;(...) Em muitas regiões do mesmo continente, encontraria os mais completoscruzamentos entre negros, índios e europeus; e estas tríplices alianças nos ofere-cem a prova mais rigorosa da mútua fertilidade das formas genitoras. (...) Asraças humanas não são, pois, bastante distintas para habitar um mesmo país semse misturar.” (Charles Darwin, A origem do homem)Comente o trecho acima, baseando-se no conceito biológico da espécie.capítulo 689
  • 88. c a p í t u l o 7VÍRUS: UM CASO À PARTEC ARACTERÍSTICAS GERAIS DOS VÍRUSVisíveis apenas ao microscópio eletrônico, os vírus são seresextremamente pequenos. Diferem dos demais seres vivos por nãoapresentar uma estrutura celular, sendo denominados portanto de seresacelulares. Em sua constituição, apresentam moléculas de ácidos nucléicos(DNA ou RNA) e proteínas. Fala-se em vírus de DNA e vírus de RNA.Devido à simplicidade de sua estrutura, são incapazes de se repro-duzir independentemente. Sua reprodução depende da estrutura presen-te nas células. São, portanto, parasitas intracelulares obrigatórios. Umavez instalado na célula, comanda seu metabolismo, e a mesma passa aproduzir novos vírus. Devido à sua ação parasitária, são causadores deinúmeras doenças que afetam vegetais e animais, até mesmo o homem.E STRUTURA VIRALOs vírus são constituídos por uma cápsula protéica denominadacapsídio. O capsídio envolve e protege as moléculas dos ácidos nucléicos.As proteínas do capsídio são específicas para cada tipo de vírus.Essa especificidade das proteínas permite ao vírus identificar as célulasmais adequadas para hospedá-los.R EPRODUÇÃO DOS VÍRUS DEDNAComo vimos, os vírus só se reproduzem no interior de uma célulahospedeira, infectando-a, e na maioria das vezes causando doenças. Para90 capítulo 7
  • 89. melhor entender o processo, vamos analisar a reprodução de um vírusque ataca as células de bactérias, denominado “bacteriófago”. Quando o vírion (nome dado ao vírus que se encontra fora da célu-la) encosta na membrana de uma bactéria, libera enzimas que perfuramsua membrana, e a molécula de DNA viral é injetada na célula. Uma vezno interior da célula da bactéria, o DNA viral passa a comandar a produ-ção de enzimas, que inibem as atividades do metabolismo genético dabactéria. Com isso, o DNA viral assume o controle do metabolismo bac-teriológico, utilizando suas enzimas e seus nucleotídeos para fabricarcópias de si mesmo.O DNA viral, uma vez multiplicado, passa a comandar a síntesede proteína, que servirá para formação de novas cápsulas. As novascápsulas passam a envolver moléculas do DNA viral, e, em menos deuma hora, cercade 100 a 200novos vírus sãoreproduzidos.Em seguida,ocorre lise ouruptura da mem-brana da bacté-ria, e os novos ví-rus se dispersame atacam novasbactérias.capítulo 791
  • 90. Quando ocorre morte da célula infectada, o ciclo recebe o nome delítico, e os vírus, de virulentos. Quando a célula infectada é preservada, o DNA viral não inibe o me-tabolismo do DNA bacteriano, mas se integra a ele, duplicando-se juntocom ele, o ciclo é denominado lisogênio, e os vírus, temperados ou nãovirulentos.R EPRODUÇÃODOS VÍRUS DORNAQuando o material genético do vírus for RNA, a reprodução pode serde dois tipos:a) Instalado no interior da célula hospedeira, o RNA viral duplica-se, dando origem a inúmeras cópias, e comanda a síntese de proteínas que formam os novos capsídios.b) Um grupo de vírus denominados retrovírus possui em sua constitui- ção a enzima transcriptase reversa, que é capaz de inverter o pro- cesso que ocorre normalmente nos seres vivos, em que o DNA sinte- tiza o RNA (transcrição). Atuando sobre a molécula de RNA, a enzima transcriptase reversa comanda a síntese do DNA (cadeia simples) a partir do molde da molécula de RNA viral. Em seguida, a molécula de DNA sintetizada separa-se do RNA que lhe deu origem. Enzimas pre- sentes na célula completam a molécula de DNA (estrutura em dupla hélice), que passa a sintetizar moléculas de RNA, que passam a co- mandar a síntese de proteínas, que irão constituir o material genético de outros retrovírus. Retrovírus = RNA —> DNA —> RNA —> ProteínasP RINCIPAIS VIROSESOs vírus são agentes causadores de inúmeras doenças do homem,dos animais e das plantas, e para combatê-los contamos praticamentecom nossas defesas naturais (os anticorpos e o interferon – proteína es-pecífica no combate aos vírus) e defesas artificiais (vacinas e soros). Sãoraros os medicamentos que se mostram eficazes no combate às viroses.AIDS – S ÍNDROMEDE I MUNODEFICIÊNCIA A DQUIRIDAORIGEMDA DOENÇAAcredita-se que o vírus HIV é conseqüência de uma mutação, a partirdo vírus STLV-III, presente no macaco verde africano. Em conseqüênciada mutação foi convertido no HIV–1 e no HIV–2. Após sofrer mutação, o92 capítulo 7
  • 91. BionotíciasBrasil quebra patente de remédio anti-Aids O Brasil quebrou a patente de um medicamento em razão da não redução deseu preço pelo laboratório suíço Roche, o que inviabilizaria a sua distribuiçãogratuita no país. Ele será produzido pelo laboratório Far-Manguinhos, da Fiocruz(Fundação Oswaldo Cruz), no Rio, a partir do ano que vem. É o remédio nelfinavir,um dos 12 contidos no coquetel anti-Aids, e o princípio ativo do remédio écomercializado com o nome de Viracept. Para produzir o remédio no país, o go-verno brasileiro vai usar o artigo 71 da Lei de Patentes, que prevê a licença écompulsória em casos de emergência. Segundo o Ministério da Saúde, 25 milpacientes no Brasil, dos 100 mil que recebem o coquetel anti-Aids, precisam to-mar o nelfinavir. A licença compulsória não é exclusiva. Além do Far-Manguinhos,outros laboratórios poderão fabricar o medicamento, desde que se habilitem paraisso. O ministro afirmou que o governo brasileiro pagará royalties (taxa pelo usoda patente do produto) à Roche. Se o laboratório ceder e baixar o preço, o gover-no brasileiro poderá rever a decisão.vírus passou do macaco para o homem, provavelmente na década de70 do último século. Os primeiros casos estudados ocorreram nos Esta-dos Unidos, em 1981, e posteriormente a doença se irradiou para todo omundo.AGENTEETIOLÓGICO E SUA AÇÃO NO ORGANISMOO vírus HIV é o agente etiológico.Seu material genético é constituído de RNA, do tipo retrovírus. Atua no organismo destruindo um tipo de leucócito (glóbulo branco)que circula pelo sangue, o linfócito T. O linfócito T é fundamental no com-bate às células infectadas pelo vírus, e é o desencadeador da ação doslinfócitos B, que produzem anticorpos. Com a destruição dos linfócitos Tpelo vírus, todo o sistema imunológico é afetado, tornando-se suscetível aqualquer tipo de infecções, manifestações clínicas e doenças oportunistas.Inicia-se, geralmente, com emagrecimento acentuado, aumento de capítulo 793
  • 92. volume dos gânglios em várias regiões do corpo, febres constantes, diar-réia e tosse persistentes. Em seguida surgem as doenças oportunistas: osarcoma de Kaposi – uma espécie de câncer de pele, extremamente raroe benigno, que atinge normalmente pessoas de idade avançada. Nos in-divíduos com AIDS, assume caráter maligno, com invasão de órgãos in-ternos. Também, a tuberculose, o herpes, a pneumonia atacamcostumeiramente indivíduos com AIDS.TRANSMISSÃO DO VÍRUS A transmissãose dá pelo contatocom o sangue depessoa contamina-da, por relaçõessexuais – homo ouheterossexuais, portransfusões do san-gue ou produtossanguíneos conta-minados. Agulhas eseringas contami-nadas, normalmen-te utilizados por in-divíduos usuários de drogas. Durante o parto ou a amamentação, a mãepode transmitir a doença ao filho.MEDIDASDE PREVENÇÃOOU PROFILÁTICAS-Não manter relações sexuais com parceiros desconhecidos sem o uso de preservativos.-Conhecimento prévio, nas transfusões sanguíneas da qualidade do sangue doado.-Esterilização de materiais cirúrgicos e odontológicos.-Utilizar agulhas e seringas descartáveis.-Ter sempre instrumentos cortantes próprios, tais como: alicates de cutícula, giletes, navalhas etc.-Mulheres portadoras de HIV devem evitar a gravidez e a ama- mentação.94capítulo 7
  • 93. D ENGUEDoença infecciosa de origem virótica, transmitida pela picada de doistipos de mosquitos: a fêmea do Aedes aegypti e a fêmea do Aedesalbopictus.O mosquito Aedes aegypti é o mais comum no Brasil, e apresenta asseguintes características: porte pequeno, cor escura, normalmente viveem regiões urbanas e se reproduz em água parada, como lagos, lagoas,dentro de pneus e garrafas, vasos, onde a água fica depositada, servindode criadouro para o mosquito.A DOENÇASECARACTERIZA PELOS SEGUINTES SINTOMAS: – Febre súbita, dores musculares intensas, dores nas articulações,cefaléia, náuseas, vômitos, falta de apetite, diarréias, fotofobia (aversãoà luz), lacrimação e manchas vermelhas pelo corpo. Os sintomas da den-gue geralmente se manifestam após dias, período em que o vírus perma-nece incubado.– Existem dois tipos de dengue: a clássica ou comum (sintomas aci-ma) e a hemorrágica. – A dengue hemorrágica apresenta os sintomas da dengue clássica,e pode também apresentar quadro de hemorragias digestivas, distúrbiosdo processo de coagulação do sangue, aumento do tamanho do fígado,alterações da pressão arterial, podendo levar à morte, quando não tratadaadequadamente.MEDIDASDEPREVENÇÃO OU PROFILÁTICAS A medida mais eficaz é o extermínio do agente vetor, que é o mosquito.E para tanto devemos eliminar locais onde o Aedes aegypti se reproduz,tais como: tampar caixas de água, não deixar vasilhames com água para-da, usar telas protetoras nas janelas, usar inseticidas, desinfetantes.S ARAMPODoença de origem virótica, que ataca principalmente crianças até 10anos; esporadicamente ocorrem alguns casos em adultos.O vírus causador dessa doença é transmitido diretamente de umapessoa para outra, por meio de gotículas contaminadas, expelidas com atosse, espirros ou mesmo pela conversa com pessoas doentes.A doença se caracteriza por febre, tosse, manchas vermelhas pelocorpo, lacrimejamento e fotofobia (aversão à luz).A prevenção é feita por vacinas. E, quando não ocorrem complica-ções, o doente fica curado em poucos dias. capítulo 795
  • 94. Tabela de outras viroses Doenças Sintomas Transmissão Profilaxia Tratamento Gripe Calafrios, febreDireta, por A vacina é O próprioalta, dores degotículasineficiente, pois o organismo cabeça e expelidas por vírus é mutante; combate a musculares,doentes; indireta, evitar expor oenfermidade com dor de garganta, por objetoscorpo à friagem e eficiência, porém vermelhidão dacontaminadosdebilitação física.pode-se usar face e olhosantitérmico e ácidobrilhantes.acetil-salicílico (AAS) para aliviaros sintomas. Em casos de crianças muito pequenas é aconselhável autilização depenicilina G para evitar complicações.Poliomielite Em algumasGotículas de Vacina Não há tratamentopessoas, febre saliva, secreçãopróprio, podem-se baixa, mal-estarnasal, alimentos usar compressase indisposiçãoou objetos quentes para em geral. contaminados eauxiliar oágua contaminada. tratamento da forma paralítica dadoença. RaivaPrimeira fase: Mordida ou contato Vacinação de Não há tratamentosonolência oucom a saliva deanimais próprio: uma veztorpor, sensação animais raivosos.domésticos;declarada a de calor ou de frio quando entrar em doença, o animal em redor do local contato com adeve ser preso eda mordedura, saliva de algumobservado por dez irritabilidade,animal, como o dias, o local dadesassossego, cachorro ou até mordida deve ser salivação, mesmo um limpo com uma lacrimejamento emorcego, procurar solução de sabão insônia. assistênciaanti-séptico; noSegunda médica. caso de ferida fase: espasmosprofunda usar uma da garganta, solução de ácidodificuldade denítrico. alimentar-se ou96 capítulo 7
  • 95. beber líquidos, convulsões e dificuldaderespiratória. Terceira fase: paralisia, coma emorte.Hepatite Infecção aguda, Contágio direto Evitar contatoRepouso no leito,febre, inapetência, com gotículas de com pessoas antitérmico, AASnáuseas, vômitos, muco e saliva,contaminadas;em comprimidos. mal-estar e dorestransfusão de esterilização de abdominais. sangue total,seringas e injeção de soro agulhas.ou plasma proveniente de pessoas infectadas e seringas e agulhascontaminadas.Febre amarela Inflamação do Mosquito AedesVacina e Não há tratamento fígado, icterícia, aegyptiextermínio doadequado.vômitoscontaminado. mosquito sanguíneos e transmissor.nefrite.RubéolaInfartamento dos Gotículas do mucoEvitar contato com Repouso na gânglios linfáticose salivapessoas doentes cama, dieta de da nuca e do disseminadas pelo(estas devem ficarlíquidos.pescoço, secreção doente, objetosem quarentena), e dos olhos,contaminados. vacina.manchas do exantemaredondos ou ovais.CaxumbaFebre e inchaço Saliva de pessoas Vacina eRepouso na cama,das glândulasinfectadas.quarentena dos dieta de líquidos.salivares. doentes. Varíola Febre alta,Contaminação porVacina. Não existevômitos, via respiratória. tratamento próprio;sonolência, delírio utiliza-se a e convulsões.penicilina para Aparecimento de evitar bolhas no corpo, complicações.inicialmente naface.capítulo 797
  • 96. t e s t e s1– (Puccamp-SP)Considere as seguintes possibilidades de transmissão de umagente patogênico:I – transfusão de sangueII – aperto de mão e abraçoIII – uso de banheiros públicosIV – relações sexuaisV – uso de seringas, material cirúrgico e agulhasO vírus da AIDS pode ser transmitido, comprovadamente, através de APENAS:a) I, II e III b) I, IV e V c) II, III e IV d) II, IV e V e) III, IV e V2 – (UFBA)Relacione as colunas, associando corretamente os nomes das viro-ses aos respectivos meios de contaminação:(1) febre amarela(a) contaminação pelo sêmen ou pelo sangue(2) sarampo(b) arranhaduras ou mordeduras por animais contaminados(3) raiva(c) contato direto com pessoas doentes ou pelo ar e utensílios contaminados(4) AIDS (d) atividade transmissora de mosquitosa) 1 – a; 2 – c; 3 – b; 4 – dd) 1 – c; 2 – d; 3 – b; 4 – ab) 1 – a; 2 – b; 3 – c; 4 – de) 1 – d; 2 – c; 3 – b; 4 – ac) 1 – d; 2 – c; 3 – a; 4 – b3 – (Cesgranrio–RJ)Existem organismos que, apesar de possuírem proprieda-des como auto-reprodução, hereditariedade e mutação, são dependentes de cé-lulas hospedeiras e, com isso, considerados parasitas obrigatórios. Tais organis-mos incluem:a) procariontes e vírus d) somente bactériasb) bactérias e micoplasmae) somente vírusc) bactérias e vírus98 capítulo 7
  • 97. 4 – (UFRN)Todos os vírus são constituídos por:a) DNA e proteínas d) DNA e RNAb) Aminoácidos e águae) RNA e proteínasc) Ácidos nucléicos e proteínas questões1 – (Unicamp-SP) pouco alarmado com a elevada ocorrência de dengue Umtransmitida pelo mosquito Aedes aegypti, um morador de Campinas telefonoupara a Sucen (Superintendência de Controle de Endemias) e relatou que haviasido picado na mata, à noite, por um mosquito grande e amarelado. Relatoutambém que, no dia seguinte, começou a ter febre e sentir dor nas articulações.O biólogo da Sucen, ao saber, ainda, que este senhor não tinha viajado para qual-quer área endêmica da doença, tranqüilizou-o dizendo que certamente não teriacontraído a dengue, embora fosse importante que ele procurasse atendimentomédico. Cite cinco fatos relatados acima que levaram o biólogo da Sucen a con-cluir que essa pessoa não estava com dengue.2 – “O vírus da AIDS destrói os linfócitos T, provocando a falência do sistemaimunológico humano. O HIV pode ser transmitido para uma pessoa por meio derelação sexual com parceiro contaminado pelo vírus, por transfusão de sanguecontaminado, pelo uso de seringa contaminada e também por abraço, aperto demão, toalhas e utensílios domésticos (como talheres e pratos)”. Você concordacom todas as afirmações contidas nesta frase? Explique.3 – Observe os esquemas:a) Qual o acontecimento representado pe- los esquemas?b) Qual é a ordem cronológica do evento?c) Que tipo de vírus está representado nos esquemas?4 – (Unesp-SP) vírus responsável pela sín-Odrome da imunodeficiência adquirida (AIDS)é um retrovírus. Qual é o tipo de ácido nucléi-co que constitui o material genético dos re-trovírus? A denominação retrovírus refere-se a que característica deste vírus?5 – (FAAP-SP)O que são, como se constituem e onde se reproduzem os vírus? capítulo 7 99
  • 98. c a p í t u l o8REINO MONERAO reino Monera se caracteriza por agrupar seres procariontes,unicelulares, microscópicos , sendo representado pelas bactérias e pelascianobactérias.B ACTÉRIAS Presente em todos os ambientes: no ar, na água, no solo, as bactériaspodem viver isoladas ou em agrupamentos coloniais.E STRUTURA DA BACTÉRIAA célula bacteriana apresenta as seguintes partes:• Membrana plasmática: de constituição lipoprotéica, normalmente apre-senta dobras chamadas “mesossomos”. Ao redor dos mesossomossão encontradas inúmeras enzimas respiratórias. As extremidadesda molécula de DNA aderem-se ao mesossomo, ganhando um as-pecto circular.• Parede celular: envolvendo a membrana plasmática, as bactérias pos-suem a parede de consistência rígida, com funções de proteger e darforma à célula. Algumas bactérias, além da parede celular, apresen-tam uma cápsula de polissacarídios, de consistência gelatinosa, comfunção protetora, aumentando o poder infectante nas espéciespatogênicas (que provocam doenças).• No citoplasma bacteriano são encontrados os ribossomos e o materi-al genético. Em alguns casos são encontradas também pequenaspartículas de DNA livres no citoplasma, ou aderido aos cromossomos100capítulo 8
  • 99. bacterianos, denominados “plasmídeos”. Os plasmídeos podem con- ter informações que permitem à bactéria degradar antibióticos que poderiam matá-la.QUANTOÀ RESPIRAÇÃO AS BACTÉRIAS PODEM SER: Aeróbica: dependem do oxigênio para sobreviver. Exemplo: bacilo deKoch.Anaeróbica obrigatória: sobrevivem somente na ausência dooxigênio. São as bactérias fermentadoras. Exemplo: bacilo tetânico.Anaeróbica facultativa: sobrevivem, com ou sem oxigênio. Se houveroxigênio, realizam a respiração aeróbica, caso contrário realizam afermentação. Exemplo: os lactobacilos.Q UA N TO À A L I M E N TA Ç Ã O A S B AC T É R I A S P O D E M S E R :Heterótrofas: pertence a esse grupo a grande maioria das bactérias.Alimentam-se da decomposição da matéria orgânica morta, ou de seresvivos que parasitam. Autótrofas:•Bactérias que realizam fotossíntese. Captam a energia solar, por meio da clorofila conhecida como bacterioclorofila. Nesse processo não há liberação de oxigênio, pois o fornecedor de hidrogênio não é a água e sim substâncias simples como gás sulfídrico (H2S) e CO2. As bactéri- as que utilizam o gás sulfídrico para produzir compostos orgânicos são as sulfurosas, e o processo pode ser representado pela equação:2 H2 S+ CO2—————>(CH2O)+2S + H2O luz•Bactérias que realizam a quimiossíntese. Utilizam a energia química proveniente da oxidação de compostos inorgânicos presentes no solo, para produzir compostos orgânicos. Exemplo: a bactéria do gênero Nitrosomoras oxida a amônia seguindo a equação:2 NH3 +3 O2 —————> 2 HNO2+ 2 H2O+ energia (amônia)(nitritos)REPRODUÇÃO DAS BACTÉRIAS Assexuada: A grande maioria das bactérias, reproduz-se assexua-damente por cissiparidade ou divisão binária. Nesse processo ocorre du-plicação do material genético e em seguida à citocinese, dando origem acapítulo 8101
  • 100. Bionotícias Dicas para aprender Para decorar as classes: poríferos, cnidários, platelmintes, asquelmintes,anelídios, moluscos, artrópodes, equinodermos, chordados memorize esta frase: POR Certos PLAnos ASQUErosos ANa MOLestou-se ARrependeu-seEQUIs CHORar ( ZOOLOGIA ) Para decorar as fases: Prófase, Metáfase, Anáfase, Telófase memorizeesta frase: PRoMEto a ANA Telefonar (FASES DA PRÓFASE 1)Para decorar as fases: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno,Diacinese memorize esta frase: Linda Zebra PAstando Durante o DIA (TIPOS DE ÓVULOS) Oligo, oligolécito um mamífero vai dar Vamos lá heterolécito um anfíbio originar. E o ovo centrolécito um artrópode vai dar e o ovo telolécito, uma ave vai formar. No primeiro e no segundo, segmentação total, No terceiro e no quarto ela é, é parcial. (ÓVULOS)duas células-filhas. O poder de reprodução das bactérias é tão rápidoque, em questão de horas e em condições favoráveis, uma única bactéria,reproduzindo-se assexuadamente, pode dar origem a milhões de bacté-rias idênticas à que lhes deu origem.Sexuada: A reprodução sexuada envolve troca de material genético,e são conhecidos três tipos.102capítulo 8
  • 101. • Conjugação: ocorre união de duas bactérias, em seguida ocorrepassagem de pedaço de DNA de uma bactéria doadora para areceptora. O DNA transferido é incorporado ao material genéticoda receptora que, ao se dividir, origina populações de bactériascom novos caracteres.• Transdução: ocorre com o auxílio de um vírus bacteriófago (vírusque atacam bactérias). Na montagem de novos vírus no interior dabactéria parasitada, pode ocorrer que pedaços de DNA bacterianopermaneçam unidos ao DNA viral. O bacterófago, parasitando outrabactéria, poderá efetuar a transferência do DNA bacteriano para abactéria infectada. O DNA transferido incorpora-se ao DNA da bac-téria e a mesma, ao se reproduzir, gera população com novos ca-racteres genéticos.• Transformação: normalmente ocorre em cultura de bactérias emque pedaços de DNA isolados entram nas bactérias, incorporan-do-se ao cromossomo da mesma, condicionando novos caracte-res genéticos.CLASSIFICAÇÃODAS BACTÉRIAS QUANTO À FORMA E ÀCOLORAÇÃO Morfologicamente as bactérias classificam-se em quatro catego-rias: cocos, bacilos, vibriões e espirilos:Cocos: de forma esférica, apresentam-se isolados ou formandocolônias, com os seguintes agrupamentos:diplocos = aos pares (Fig. 1)tétrades = forma quadrada (Fig. 2)sarcina = em arranjos cúbicos (Fig. 3)estreptococos = dispostos em fileiras (Fig. 4)estafilococos = dispostos em cachos (Fig. 5)Bacilos: em forma de bastonetes (Fig. 6)Espirilos: filamentos longos e espiralados (Fig. 7)Vibriões: bastões em forma de vírgulas (Fig. 8)capítulo 8 103
  • 102. Fig. 1Fig. 2 Fig. 3Fig. 4Fig. 6 Fig. 5Fig. 8 Fig. 7104 capítulo 8
  • 103. IMPORTÂNCIADAS BACTÉRIAS Em sua ação decompositora, juntamente com os fungos, elas são res- ponsáveis pela decomposição e reciclagem da matéria orgânica, transfor- mando moléculas orgânicas complexas em matéria inorgânica simples, fun- damental para o equilíbrio ecológico e a manutenção da vida no planeta Terra. Em sua ação fermentadora, as bactérias são utilizadas pelo homem na industrialização de derivados do leite. Exemplo: bactérias dos gêneros Lactobacillus e Streptococus são utilizadas na produção de queijos, iogurtes, requeijão etc. Bactérias do gênero Acetobacter são utilizadas na fabricação do vinagre. Nas indústrias farmacêuticas, bactérias dos gêneros Bacillus e Streptomyas fornecem antibióticos como: tirotricina, bacitracina, neomicina.A biotecnologia e a engenharia genética introduzem pedaços de molé- culas de DNA humano – que contêm informações para a produção de de- terminados hormônios – em bactérias; elas incorporam esse material ge- nético como se fosse seu e passam a produzir hormônios humanos, tais como: insulina, hormônio do crescimento. Como controle biológico, algumas bactérias infestam larvas de insetos que são pragas da agricultura. D OENÇASBACTERIANAS E AS MEDIDAS PROFILÁTICAS Muitas bactérias parasitam seres vivos, causando, na maioria das vezes, inúmeras doenças.Algumas infecções bacterianas DoençasSintomas TransmissãoProfilaxia TratamentoTuberculosetosse contínuagotículas de melhoramento do certos medicamen-bacilo de com catarro, dor catarro ou saliva padrão de vida das tos associados aKoch ou torácica, populações mais repouso e boaMycobacterium emagrecimento e pobres e vacina alimentaçãotuberculosis febre; eliminaçãode sangue no escarroHanseníase manchas brancas apenas a diagnóstico rápido é feito com (lepra)ou avermelhadashanseníase dos doentes e sulfonas, a cura éMycobacterium que não coçam e (virshuniana) éisolamento. fácil e pode-se leprae. tornam o lugar transmissível por fazer cirurgiainsensívelgotas de saliva plástica para capítulo 8105
  • 104. perda das contaminadarestituir as partes sobrancelhas emais atingidas dos cílios e engrossamento da pele; depois podehaver destruiçãode tecidos como mucosas e dosórgãos internosSífilis cancro no primeiro relações sexuais uso de camisinhaantibióticos Treponema estágio, manchase examespallidum. pelo corpo no periódicos desegundo etc.parceirosDifteria formação decontágio com o vacinaadministração deCorynebacterium membranas nadoente, objetos soro antidiftériodiphteriaefaringe e laringe, contaminados ou em injeção podendo provocarpelo leiteintramuscular sufocação, febre eindisposição Coqueluche acessos de tosse gotículas de muco vacinauso deBordetella convulsiva, que o doente gamaglobulina, petussis terminado por um expele ou objetosmas não existe chiado, seguido contaminados tratamento ou não totalmente por vômitos confiável Meningitefebre, dor de contato direto com vacina e evitaradministraçãoMeningocococabeça, doentescontato com de penicilinas sonolência, rigidezdoentessemi-sintéticas, da nuca e ampicilina- abalamento da amplacilinafontanelaCólera diarréia, febre, alimentoslavar alimentos, certosVibrio cholerae vômitos, cólicascontaminados cobrir os medicamentos,intensas alimentos, lavar soro (para evitaras mãos, evitar desidratação) etc. contato comlugares suspeitos106 capítulo 8
  • 105. Leptospiroseurina de ratos evitar contato comuso deLeptospiracontaminadoságuas demedicamentos interrogansenchentes, lavar e repousoos alimentos etc.Botulismo paralisia dos intoxicaçãoevitar alimentosusa-se umaClostridium músculos alimentar enlatados, com autitoxinabotulinum respiratórios geralmente pordata vencida ou aplicada através enlatadosque a lata esteja da respiração estufada artificial; essadoençageralmente é letalTétano rigidez muscular, esporos do tétanovacina, deve-seClostridium dificuldade de abrir que entram noesterilização de adormecer o tetani ou a boca e engolir,corpo porobjetos cortantes paciente, embacilo tetaniinquietude, ferimentos, até e desinfecçãoseguidahiperirritabilidade, mesmo pordos ferimentosadministrardor de cabeça, infecção umbilicalsoro antitetânico calafrios, dor nasem doses altas,extremidades e em injeções convulsõesintramuscularest e s t e s 1 – (UFMG) Em que alternativa as duas características são comuns a todos os indivíduos do reino Monera? a) Ausência de núcleo – presença de clorofila b) Ausência de carioteca – capacidade de síntese protéica c) Incapacidade de síntese protéica – parasitas exclusivos d) Presença de um só tipo de ácido nucléico – ausência de clorofila e) Ausência de membrana plasmática – presença de DNA e RNA 2 – (Fuv est-SP)Um antibiótico que atue nos ribossomos mata: a) bactérias por interferir na síntese de proteínas b) bactérias por provocar plasmólise c) fungos por interferir na síntese de lipídios d) vírus por alterar DNA e) vírus por impedir recombinação gênicacapítulo 8 107
  • 106. 3 – (Fatec-SP)As bactérias são organismos microscópicos, procariontes e mui-tas são patogênicas, pois causam doenças. Entre as doenças humanas causadaspor bactérias podemos citar:a) varíola, poliomielite, hidrofobia e AIDSb) sífilis, gonorréia, meningite e tétanoc) pneumonia, tuberculose, caxumba e sarampod) encefalite, poliomielite, hepatite e cólerae) botulismo, febre tifóide, gripe e AIDSquestões1 – (UFMG) Observe o esquema de uma bactéria.a)Cite duas características do esquema que permitem classificá-lo como umacélula procariotab) Cite a organela da célula eucariota que executa a mesma função desempe-nhada, no esquema, pela membrana plasmáticac) Cite a função da estrutura indicada pela seta do esquemad) Descreva um dos processos naturais que permitiriam a transferência dematerial genético dessa célula para outra preexistente2 – (Vunesp-SP)As doenças sífilis e cólera são causadas por bactérias, masapresentam diferentes formas de contágio. Quais são essas formas?3 – (UnB-DF)Julgue as seguintes afirmações:a) alimentos contaminados constituem um ótimo meio de transmissão da có-lera e também do vírus da imunodeficiência humana (HIV)b) o vírus HIV provoca deficiência do sistema imune, ao infectar os eritrócitosdo sanguec) tanto o DNA quanto o RNA constituem o material genético do HIV108 capítulo 8
  • 107. c a p í t u l o9REINO PROTISTA Pertencem a esse reino os protozoários e as algas. Na classificaçãoantiga, eram colocados nos reinos Animal e Vegetal, respectivamente. Hoje,formam este reino à parte devido a características específicas.P ROTOZOÁRIOS A diferença entre estes protistas heterótrofos e os animais é o fato deeles serem unicelulares. Habitam os mais variados tipos de ambientes, po-dendo viver livremente na natureza. Outros adotam vida parasitária ou man-têm relações harmoniosas, vivendo em mutualismo ou comensalismo comoutras espécies.São heterótrofos por ingestão quando ingerem outros seres vivos, ou porabsorção, quando absorvem moléculas orgânicas do meio em que vivem. Normalmente apresentam respiração aeróbica, absorvendo o oxigênio pordifusão. Alguns parasitas são anaeróbicos. Eliminam as excreções por difusão.Os que vivem em água doce eliminam água por meio do vacúolo pulsátil.A grande maioria dos protozoários apresenta reprodução assexuada;algumas espécies reproduzem sexuadamente por conjugação (trocandomaterial genético). Quando as condições do meio se tornam desfavoráveis para algumasespécies parasitas e de água doce, o protozoário elimina substância, desidra-ta-se, diminuindo seu volume. Cria uma membrana resistente ao seu redor,isolando-se do meio externo em que vive, transformando-se em cisto. Oencistamento se deve às variações climáticas e à presença de anticorpos pelohospedeiro. A forma cística pode servir para disseminar a espécie, quandolevadas pelo vento e depositadas em lugar favorável ao seu desenvolvimento.capítulo 9 109
  • 108. Quando as condições passam a ser favoráveis ao protozoário, a formacística, com o auxílio de enzimas, tem sua membrana dissolvida e ele passaa ter vida ativa novamente.C LASSIFICAÇÃO DOSPROTOZOÁRIOSDependendo do mecanismo de locomoção, os protozoários são classifica-dos em quatro classes: rizópode, flagelado, Ciliado e esporozoário. Exemplos: rizópode (ameba) flagelado (Trypanosoma cruzi) esporozoáriociliado (Paramecium)(Toxoplasma gondii)Rizópode: termo originado do grego Rhiza = raiz e podos = pés. Também chamado de “sarcodíneo”, é um protozoário que se movimentaatravés de expansões do citoplasma denominadas “pseudópodes”. A funçãodos pseudópodes, além da locomoção, é de captura de alimentos.110 capítulo 9
  • 109. As amebas são o exemplo mais comum dessa classe.São encontradas em água doce, água salgada e sobre o lodo. Apre-sentam a membrana plasmática bastante delgada, citoplasma com re-giões de concentrações diferenciadas: o ectoplasma (mais concentrado)e o endoplasma (mais diluído). As amebas de água doce apresentam ovacúolo pulsátil ou contrátil. Por viver em ambiente hipotônico, absorvemconstantemente água do meio por osmose. O excesso de água queentra tem de ser removido. Essa função osmorreguladora é executadapelo vacúolo pulsátil. As de água salgada, por viver em ambienteisotônico, não apresentam essa organela.Os rizópodes alimentam-se por fagocitose, englobando alimento porpseudópodes. As partículas englobadas recebem o nome de “fagossomos”,que ao se unir aos lisossomos se transformam em vacúolo digestivo. Apósocorrer a digestão, os resíduos são eliminados pelo processo daclasmocitose.F L AG E L A D O OU M A S T I G Ó FA R O Protozoário que apresenta um ou mais flagelos, com função de loco-moção e captura de alimentos em meio líquido.Muitos flagelados têm vida livre, outros são parasitas do sangue e dotubo digestivo de vertebrados e invertebrados; outros ainda vivem emmutualismo, como por exemplo o Trychonympha, que vive no intestino docupim, digerindo a celulose.Os representantes mais comuns dos flagelados são: o Trypanosomagambierisi (causador da doença do sono) e o Trypanosoma cruzi (causadorda doença de Chagas). capítulo 9111
  • 110. CILIADO Protozoário que se locomove e captura alimentos por meio de cílios.São poucas as espécies parasitas; exemplo: Balantiduim coli, que vive nointestino de vertebrados. A grande maioria é de vida livre. O exemplo maiscomum é o paramécium. Vive em água doce, seu formato lembra umchinelo. Apresenta uma abertura oral, localizada na região mediana dacélula denominada citóstoma. As partículas ingeridas através do citoplasmasão encaminhadas por um canal denominado citofaringe até o vacúolodigestivo, que é responsável pela digestão intracelular. Os resíduos sãoeliminados por um orifício denominado citoprocto ou citopígio.Como os demais protozoários de água doce, o paramécio apresen-ta vacúolos pulsáteis que efetuam a regulação osmótica e excreção.Apresenta tricocistos, organelas que funcionam como órgão de defesa,pois são lançadas em forma de setas sobre os inimigos.ESPOROZOÁRIO Caracteriza-se por não possuir órgão de locomoção e todas as espéciesserem parasitas. Possui esse nome porque forma esporos no seu ciclo devida. Um dos exemplos mais comuns é o plasmódio, causador da malária.P RINCIPAISDOENÇAS CAUSADAS POR PROTOZOÁRIOSAMEBÍASEAgente causador: protozoário Entomoeba histolytica.Contágio: alimentos e água contaminada com os cistos eliminadospelas fezes de pessoas contaminadas. Sintomas: parasita do intestino grosso, provoca cólicas e disenteria;em casos mais graves pode chegar ao fígado e ao cérebro.Profilaxia: construção de rede de esgoto. Controle e tratamento daágua (ferver ou filtrar). Higiene pessoal. Higiene com os alimentos,principalmente com os legumes, frutas e verduras.DOENÇADECHAGASCarlos Chagas: pesquisador brasileiro, responsável pela descoberta doagente etiológico da doença de Chagas e do inseto transmissor do protozoário.Agente causador: protozoário flagelado: Trypanosoma cruzi. Agente transmissor: inseto do gênero Triatoma infestaus, conhecidocomo barbeiro ou chupança.112 capítulo 9
  • 111. Contágio: o protozoário vive normalmente no organismo de animais silves-tres, como tatus, tamanduás, gambás, raposas, macacos, morcegos e outros.O barbeiro, ao sugar o sangue desses animais, adquire o protozoário ese transforma em um transmissor da doença de Chagas.O barbeiro possui hábitos noturnos e vive em frestas de parede, chi-queiros, paióis. À noite deixa seus esconderijos e vai sugar o sangue daspessoas enquanto dormem. Ao sugar o sangue, o inseto elimina fezescontaminadas de tripanossomas. A vítima normalmente coça o local, fa-vorecendo a entrada do protozoário pelo orifício da picada.Sintomas: alcançando a corrente sanguínea, o protozoário Trypanosomacruzi instala-se principalmente em órgãos musculosos como o coração, pro-vocando taquicardia e dilatação do órgão (megalocardia), atacando tam-bém a musculatura do esôfago e dos intestinosProfilaxia: Combate e extermínio do barbeiro. Substituir casas depau-a-pique e de madeira por construções de alvenaria. Restringir o contatocom animais silvestres contaminados e não ingerir carnes cruas dosmesmos. Evitar transfusões de sangue desconhecendo sua procedência.Mães portadoras podem transmitir a doença ao filho pela placenta.MALÁRIAConhecida também como maleita, impaludismo, febre terçã benignaou febre quartã.Agente causador: protozoários esporozoários dos gêneros Plasmodiumvivox, Plasmodium malariae, Plasmodium falciparum e Plasmodium ovale.Agente transmissor: mosquito fêmea do gênero Anopheles. Contágio: o contágio se dá pela picada da fêmea do mosquitoAnopheles ou mosquito-prego; antes de sugar o sangue, o mosquito injetasaliva, que contém uma substância anticoagulante. O parasita penetra nacirculação sanguínea juntamente com a saliva. Segue-se um período deincubação, de aproximadamente dez dias, durante o qual o Plasmodiumpermanece nas células do fígado. Posteriormente retorna à circulaçãosanguínea e penetra nos hemácias (glóbulos vermelhos).Divide-se assexuadamente, originando esporos. As hemácias rompem-se, liberando esporos que irão contaminar novas hemácias.Por reproduzir-se assexuadamente no homem, este se torna hospe-deiro intermediário do plasmódio, e sua reprodução sexuada ocorre nomosquito Anopheles, que é o hospedeiro definitivo. capítulo 9 113
  • 112. Sintomas: anemia, enfraquecimento, lesões no fígado e ciclos de fe-bres que variam dependendo da espécie do plasmódio.Plasmodium vivox: causa a febre terçã benigna e acessos febris; ocorrea cada três diasPlasmodium falciparum: causa a terçã maligna, acessos febris comperíodos irregulares de 36 a 48 horasPlasmodium malariae: causa a febre quartã, acessos febris com ciclo de72 horas ou a cada quatro diasPlasmodium ovale: acessos febris, com ciclo de 48 horas; os sintomassão leves, e a infecção, de modo geral, termina após 15 dias. Profilaxia: extermínio ao mosquito transmissor; utilização de telas nasjanelas para impedir a entrada do mosquito; evitar águas paradas (vasos,pneus etc.), que servem de criodouros para a larva do inseto, pois ele sedesenvolve em meio aquático. ciclo evolutivo da amebíase114 capítulo 9
  • 113. ciclo evolutivo da doença de chagas ciclo evolutivo da maláriacapítulo 9 115
  • 114. ALGASAlgas são protistas autótrofos. A maioria é unicelular, e as algasmuticelulares diferem das plantas por não possuírem tecidos diferencia-dos. Ocupam os mais variados ambientes aquáticos: terras úmidas, tron-cos de árvores. No ambiente aquático, constituem o fitoplâncton (organis-mos que flutuam nas águas levados pelas ondas e correntezas). A grandemaioria das espécies possui vida livre; algumas espécies vivem em colôniasou em mutualismo com outras espécies.A parede celular, dependendo da espécie, pode apresentar reforçosde celulose, de sílica e pectina.Apresentam plastos, onde fica a clorofila e outros pigmentos. Constituem a base das cadeias alimentares aquáticas, permitindo amanutenção da vida nesses ambientes.São responsáveis por aproximadamente 90% do oxigênio liberadopara a atmosfera, permitindo a vida aeróbica no planeta Terra.São classificadas nos seguintes filos: • Euglenophyta (euglenofíceas): a grande maioria vive em água doce.São unicelulares, dotadas de flagelo e vacúolo pulsátil. Apresentam clo-rofila a e b, carotenóides e xantofila, pigmentos que captam a energiasolar, indispensável para a fotossíntese. Apresentam uma organela cha-mada estigma, com função fotorreceptora, que orienta as mesmas emdireção à luz.116capítulo 9
  • 115. • Crisófitas (diatomáceas):unicelulares, vivem em águasdoce e salgada; de cor amare-la dourada, apresentando umreforço de sílica em sua pare-de celular, denominada frús-tula. Os depósitos de frústula,ao longo do tempo, dão origemàs chamadas terras de diato-máceas ou diatomitos, explora-dos comercialmente para pro-dução de abrasivos, utilizadosnos polidores de metais, naspastas de dente, na fabricaçãode filtros e tijolos. Apresentamclorofila a e c, caroteno e fuco-xantina.• Pirrófitas (dinoflagelados): unicelulares, apresentam coravermelhada, dois flagelos e em sua grande maioria são marinhasplanctônicas. A parede celular possui reforço de celulose. Algumasespécies emitem bioluminescência, visível à noite, na água. Aspirrófitas são responsáveis pelas marés vermelhas. Quando ocorreuma superpopulação, essas algas liberam toxinas, que afetam afauna do ambiente. Essa toxina é acumulada nos componentes dacadeia alimentar, podendo intoxicar todos os componentes dacadeia.• Rodofíceas: são predominantemente marinhas e pluricelulares;poucas espécies são dulcícolas. Nas rodofíceas predomina opigmento ficoeretrina (responsável pela cor vermelha) mas elastambém possuem clorofila a e d e armazenam amido das florídeoscomo substância de reserva. Apresentam a parede celularconstituída de celulose.Representadas principalmente pelas espécies: Coralinas, Lamentá-rias, Delissérias, Porphyra, Gelidium.• Feofíceas (algas pardas): são predominantemente marinhas,pluricelulares, adaptadas ao clima frio. Algumas espécies chegam a capítulo 9 117
  • 116. alcançar 50 metros de comprimento, e geralmente possuem bolsascheias de ar, o que lhes permite flutuar nas águas. Nas feofíceaspredomina o pigmento fucoxantina, responsável pela cor parda. Apre-sentam também clorofila a, e b, carotenóides e xantofilas. A paredecelular é constituída de celulose, e sua substância de reserva é oaçúcar laminarina e gotas de lipídios.• Chlorophytas (clorofíceas – algas verdes): habitam ambientes mari-nhos, dulcícolos, solos úmidos, troncos de árvores. São pluricelula-res, com exceção de algumas espécies unicelulares. Possuem clo-rofila a e b, as mesmas encontradas nos vegetais adaptados à vidaterrestre. Acredita-se, portanto, que sejam as precursoras dos ve-getais.Além da clorofila, responsável pela cor verde, possuem outros pig-mentos, tais como: carotenos (cor alaranjada) xantofila (cor amare-lada). Os pigmentos encontram-se no interior dos plastos. Armaze-nam amido como substância de reserva e apresentam a paredecelular constituída de celulose.I MPORTÂNCIA DAS ALGAS- Espécies utilizadas como alimentos pelo homem- Clorofíceas do gênero Ulva (alface do mar)- Rodofíceas do gênero Porphyra- Feofíceas do gênero Laminaria- Das paredes celulares de algumas espécies de rodofíceas dos gêne-ros Gelidium, Pterocladia e Gracilaria é extraído o ágar. De naturezaprotéica, o ágar é utilizado como matéria-prima para laxativos, go-mas, gelatinas, como material para cultura de microrganismos emexperiências de laboratórios- O Sargassum (alga parda) é utilizado como fonte de adubo para aagricultura. Depois de ressecado e moído, é misturado ao solo, forne-cendo sais minerais, potássio, nitrogênio. Das rodofíceas do gêneroLaminaria se extrai a carregenina, uma espécie de gel utilizado naprodução de sorvetes e cremes. Constituem a base das cadeias alimentares aquáticas, permitindo amanutenção da vida nesses ambientes.São responsáveis por aproximadamente 90% do oxigênio liberadopara atmosfera, permitindo a vida aeróbica no planeta Terra.118capítulo 9
  • 117. t e s t e s1 – (ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) A doença de Chagas, uma das principaisendemias do Brasil, é causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi. Oesquema representa o ciclo evolutivo dessa doença:A contaminação do indivíduo sadio se dá pelapenetração do protozoário na mucosa e/ou emlesões da pele humana. Nessa forma de transmissão,o Trypanosoma é veiculado ao homem através de:a) contágio diretob) saliva do insetoc) água contaminadad) fezes do barbeiroe) secreção do animal silvestre2 – Assinale a alternativa incorreta:a) Todas as algas apresentam clorofilab) As algas microscópicas, que constituem o fitoplâncton, são os principais pro- dutores aquáticosc) Cerca de 90% do oxigênio atmosférico é produzido pelas algasd) Nem todas as algas são autótrofase) Substâncias mucilaginosas, extraídas de algas, são usadas na alimentação e em cosmetologia questes1 – (Fuvest-SP) “O Conselho Indigenista Missionário (Cimi) diz que 86 índiosmakuxi, do município de Normandia (RR), estão com malária provocada porgarimpeiros evadidos da área ianomani”. (Folha de São Paulo – 25/11/90).Explique como a malária dos garimpeiros pode ter passado para os índios.2 – (Fuvest-SP) O orgânulo denominado vacúolo contrátil ou pulsátil existenos protozoários de água doce, mas não nos marinhos.a) Qual a sua função?b) O que se pode esperar como resposta do vacúolo contrátil, se colocarmos o protozoário de água doce em uma solução de mesma tonicidade do seu protoplasma?3 – Sabe-se que as populações rurais estabeleceram hábitos que vieram facilitara disseminação da doença de Chagas, uma moléstia que era praticamenteinexistente entre os indígenas, primitivos habitantes da nossa terra. Explique quehábitos foram esses, de tão drásticas conseqüências.capítulo 9119
  • 118. c a p í t u l o10REINO FUNGI Pertencem ao reino Fungi todos os seres conhecidos por bolores,mofos, cogumelos e leveduras.leveduras mofoscogumelos120 capítulo 10
  • 119. São organismos unicelulares (leveduras) ou pluricelulares (bolores ecogumelos), desprovidos de clorofila; são portanto heterótrofos.Conseguem desenvolver-se praticamente em todos os ambientes ondehaja umidade, matéria orgânica e pouca luz.Possuem enzimas altamente ativas que decompõem a matériaorgânica do ambiente. Em função disso, os fungos, juntamente com asbactérias, são os principais decompositores. Os fungos pluricelulares são constituídos por longas células em formade filamentos denominadas hifas. As hifas se entrelaçam formando umamassa contínua com muitos núcleos denominada micélio ou corpovegetativo.As hifas podem ser contínuas, isto é, sem septos (separação) e sãodenominadas cenocíticas; são multinucleadas. As que apresentam septos,separando o filamento em pedaços, são denominadas septadas.Os fungos apresentam digestão extracorpórea. As enzimas digesti-vas são lançadas sobre a matéria orgânica, iniciando-se o processo dedigestão. Em seguida os filamentos absorvem o alimento já digerido.A parede celular dos fungos é formada por quitina. Além de existirdecompositores ou saprófitas, existem espécies de vida simbióticas (líquene micorrizas) e de vida parasitária, provocando micoses.Os fungos são classificados em:• Mixomicetos: os fungos gelatinosos• Eumicetos (fungos verdadeiros): dividem-se em diversas classes.capítulo 10 121
  • 120. As principais são: Ficomicetos, Ascomicetos, Basidiomicetos eDeuteromicetos.Mixomicetos São considerados fungos simples, formados por uma massa de con-sistência gelatinosa plurinucleada. Desenvolvem-se normalmente no meiode vegetações, sobre troncos de árvores, galhos e folhas.Alimentam-se de bactérias ou partículas orgânicas (não realizamdigestão extracorpórea, como os demais fungos). Reproduzem-sesexuadamente por esporos, formando esporângios (produtor de esporos)onde ocorre a meiose.Eumicetos Ficomicetos ou zigomicetos: são fungos microscópicos, deorganização simples, encontrados no solo, onde realizam decomposição,ou na água, onde formam esporos dotados de flagelos ou zoósporos. Suashifas são cenocíticas. O exemplo mais comum é o bolor negro do pão.Reprodução sexuada formando esporângios, onde ocorre meioseformando esporos que, ao cair em locais propícios, germinam originandonovos micélios.Ascomicetos : ca-racterizam-se por pos-suir esporos denomi-nados ascóporos, quese desenvolvem no in-terior de hifas deno-minadas ascos. Cadaasco origina sempre oitoascóporos. Entre os ascomice-tos, podemos citar a Sa-charomyces cerevisiae, importante na produção de bebidas (cerveja, vi-nho, saquê) e como fermento na fabricação de pães e bolos. Inclui-senesse grupo o fungo Penicillium notatum, de onde se extrai o antibióticopenicilina. Espécies comestíveis: Morchella e Tuber. A principal forma dereprodução é assexuada por brotamento e por esporos que se formam nointerior de hifas. Algumas espécies reproduzem-se sexuadamente.122capítulo 10
  • 121. REPRODUÇÃO SEXUADAFormação do ascósporoA reprodução assexuada dos ascomicetos pode ocorrer por brotamento ou pelaformação de esporos (conídios)Basidiomicetos: são os fungos mais conhecidos: os cogumelos-de-chapéu, orelha-de-pau. Algumas espécies são comestíveis, como oAgaricus campestris (champignon). Cogumelos tóxicos: Amanita muscariae Psilocybe, que também produzem substâncias alucinógenas.O micélio ou corpo vegetativo normalmente são subterrâneos; a par-te aérea denominada cogumelo constitui o basidiocarpo ou corpo defrutificação. A parte superior do basidiocorpo – o chapéu – possui hifas férteisdenominadas basídios. Cada basídio, por meiose, produz quatrocapítulo 10 123
  • 122. basidiósporos, que, ao serem liberados e caindo em local favorável, germi-nam originando novos micélios.Organização de um basidiomiceto com seus elementos de reproduçãoDeuteromicetos: são os chamados fungos imperfeitos por não apre-sentarem reprodução sexuada.A maioria são parasitas de animais ou de vegetais; exemplo: Candidaalbicans, micose dos pés). Alguns deuteromicetos são fermentadores eutilizados na produção dos queijos roquefort, camambert e gorgonzola.São responsáveis pelos veios escuros presentes nos queijos citados. Algumas espécies são predadoras de nematódeos (vermes micros-cópicos) que vivem no solo. A espécie Aspergillus flavus, que se desenvolveem diversos grãos como amendoim e soja, liberam toxinas denominadasaflotoxinas, de comprovada ação cancerígena.Liquens e micorrizasVimos no início do capítulo quealguns fungos podem estabelecerassociações obrigatórias com outrasespécies. Essa associação, em queas duas espécies são beneficiadas,recebe o nome de mutualismo.Liquens: associação mutualísticaentre cianobactérias (algas azuis) oualgas verdes e fungos (em geralascomicetos).124capítulo 10
  • 123. As algas fotossintetizam matéria orgânica, alimentando os fungos.Esses, por sua vez, absorvem água e cedem as cianobactérias.A reprodução dos liquens é assexuada e se faz por sorédios. Estrutu-ras formadas por um grupo de cianobactérias envolvidas por hifas dosfungos. Os sorédios são geralmente transportados pelo vento e se desenvol-vem ao alcançar lugar favorável.Micorrizas: associação mutualística entre fungos (geralmente basi-diomicetos) com raízes de plantas. As hifas envolvem determinadas raízes,aumentando a capacidade de absorção de água e sais minerais da planta.A planta, por sua vez, fornece matéria orgânica ao fungo.Micorrizas: associação de fungos com raízes de plantas.DOENÇAS CAUSADAS POR FUNGOSSão, de maneira geral, denominadas micoses e na grande maioriasão parasitas externos ou ectoparasitas. Atacam a pele, as unhas, o couro cabeludo e, em alguns casos,podem invadir órgãos internos.Entre as micoses mais comuns temos as frieiras, micoses de praia, osapinho bucal. Parasitando órgãos internos, a mais comum é a micosepulmonar ou blastomicose pulmonar, geralmente adquirida por pessoascom hábito de levar à boca ramos de vegetais.As medidas profiláticas consistem em manter as superfícies sempresecas, evitar lugares suspeitos de contaminação. Não utilizar pentes, te-souras, alicates de unha e de cutículas sem ser esterilizados. Não mascarramos de vegetação, principalmente capim. t e s t e s1 – (OSEC-SP)O sapinho e a frieira são processos patológicos que afetam ocorpo humano em função da atividade de microrganismos catalogados como:a) bactérias b) vírus c) fungosd) algase) protozoários2 – (Facimpa-MG) unidade estrutural dos fungos é: Aa) micélio b) plectênquima c) hifa d) perídeoe) conídiocapítulo 10 125
  • 124. 3 – (FCC) Os processos abaixo enumerados ocorrem em vegetais, emborapossam não estar presentes em todos os grupos:I – produção de esporosII – material de reservas: amidoIII – fotossínteseOs fungos apresentam apenas:a) Ib) IIc) I e IId) I e IIIe) II e III4 – (MACK-SP)Algumas espécies do gênero Penicillium desempenham impor-tante papel na obtenção de antibióticos e também na fabricação de queijos. Naescala de classificação dos seres, o Penicillium é considerado:a) bactéria b) fungo c) protozoário d) vírus e) briófita questões1 – Associações de fungos com algas verdes e cianofíceas constituem os liquense têm um papel importante na formação dos solos. Os liquens crescem sobcondições que outros seres vivos normalmente não suportam, como rochas nuase regiões desérticas ou geladas. Instalando-se em locais difíceis para outros tiposde seres vivos, eles introduzem alterações microambientais e ajudam a desgastaras rochas e a produzir solo.a) No líquen, em que consiste a simbiose entre a alga e o fungo?b) A que se deve, em certos liquens, a capacidade de fixar o nitrogênio do ar?c) Como se explica a capacidade de adaptação dos liquens a condições adver- sas à vida?d) O que se entende por alteração microambiental?2 – (Unicamp-SP) Cite dois exemplos de fungos e discuta sua importância.3 – (PUC-MG)Complete as seguintes lacunas:a) Liquens são associações de (...) e (...)b) Nos liquens, as (...) produzem hidratos de carbono e os (...) absorvem água do substrato.c) As estruturas reprodutivas são denominadas (...)d) A associação presente nos liquens é um exemplo de (...)e) Os (...) são aclorofilados, não podendo realizar a (...)126capítulo 10
  • 125. c a p í t u l o 11REINO PLANTAE OU METAPHYTAOS VEGETAISTodos os vegetais são organismos eucariontes, multicelulares,autótrofos fotossintetizantes, com parede celular constituída de celulose;armazenam amido como substância de reserva.C RITÉRIOSPARA CLASSIFICAR OS VEGETAIS Desde o final do século XIX, a divisão de grupos no reino Vegetalleva em conta aspectos reprodutivos. Os dois grandes grupos são ascriptógamas e fanerógamas.Criptógamas: plantas sem sementes.• Briófitas – Plantas de peque-no porte, desprovidas de vasos con- filídiodutores (avasculares); o transporteocorre normalmente por osmose,célula a célula. Apresentam estru-turas denominadas filóides, can-lóides e rizóides, que se asse-melham a folhas, caules e raízesverdadeiros. Viçam em ambientessombrios e úmidos, e algumas es-pécies em água doce.canlóide rizóideOs musgos são os principaisMusgorepresentantes das briófitas. (Eurynchium striatum) capítulo 11127
  • 126. • Pteridófitas – São as primeiras aapresentar um sistema de vasos con-dutores. São plantas vasculares. Do-tadas de um transporte de substânciasmais eficiente, adquiriram um portemaior do que as briófitas.Apresentam raízes, caule e folhas,e as principais representantes são assamambaias e as avencas.Fanerógamas: plantas com sementes. Samambaias • Gimnospermas – as sementes não se encontram no interior dosfrutos. São representadas pelos pinheiros e ciprestes.(Fig. 11.1) • Angiospermas – as sementes se encontram protegidas no interior dofruto. Exemplo: laranjeiras, abacateiros e muitos outros. (Fig 11.2) KINO FOTOARQUIVO Fig.11.1. Pinheiro-do-ParanáFig. 11.2. Os frutos são estruturas próprias das angiospermas.OSG R U P O S V E G E TA I S – ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃOBotânica é o ramo da biologia que estuda os vegetais. Vamos estu-dar mais profundamente os grupos vegetais mencionados.B R I Ó F I TA SAs briófitas são representadas pelos musgos, hepáticas e antóceros.São vegetais de pequeno porte, criptógamas (sem sementes), avasculares(sem vasos condutores), dependem da água para reprodução; vivem emlocais úmidos e sombrios como o interior de florestas tropicais. Algumaspoucas espécies vivem em água doce.128 capítulo 11
  • 127. Possuem clorofila a e b e carotenóides. A parede celular é constituída decelulose, como nos demais vegetais, e armazenam amido como substânciade reserva.A reprodução das briófitas ocorre por metagênese ou alternância degerações.P T E R I D Ó F I TA SAs pteridófitas têm nas samambaias e avencas os seus principaisrepresentantes. São vegetais mais bem adaptados à vida terrestre queas briófitas, mas dependem da água para reprodução, o que limita seuespaço a ambientes úmidos e sombrios. Algumas espécies vivem emambientes de água doce; outras são epífitas (usam outra planta comosuporte, sem parasitá-la).São criptógamas (não possuem sementes) vasculares, isto é,apresentam vasos condutores de substâncias inorgânicas (água e saisminerais) e substâncias orgânicas (açúcares). O aprimoramento notransporte de substâncias permite melhor desenvolvimento do porteda planta, chegando a alcançar alguns metros de altura, como osamambaiaçu (de onde se extrai o xaxim) e contribui para a adaptaçãoao ambiente terrestre. ReproduçãoAlgumas espécies se reproduzem assexuadamente por fragmen-tação (pedaços do caule). Mas o principal tipo de reprodução é sexuadapor metagênese ou alternância de gerações. Na face inferior das folhas férteis localizam-se estruturas denominadasreceptáculos, onde se localizam os esporângios (ao agrupamento de vá-rios esporângios, dá-se o nome de soro). Os esporângios são pequenasbolsas no interior das quais são encontradas as células-mães de esporos(2N) e que por meiose produziram esporos (N).O esporângio possui na epiderme um espaçamento formado poruma camada de células que o envolve, deixando um pedaço deepiderme sem proteção.O esporângio perde água, torna-se ressecado; a região, semproteção, rompe-se, e os esporos são liberados. Caindo em ambientefavorável, germinam, originando o protalo. O protalo é hermafrodita ou capítulo 11129
  • 128. monóico, ou seja, possui anterídios e arquegônios, nos quais se formamos gametas. A abertura do anterídio ocorre pela presença de água queprovém de respingos da chuva ou de orvalho.Com a presença da água, os anterozóides são liberados. Atingin-do o arquegônio, nadam até a oosfera, fecundando-a e formando ozigoto (2N) que, ao se desenvolver, origina o esporófito. Na face inicialde desenvolvimento, o esporófito alimenta-se do gametófito, depoispassa a ter vida independente, e o gametófito regride e desaparece.CICLO REPRODUTIVODA SAMAMBAIAGIMNOSPERMASAs gimnospermas têm nos pinheiros ciprestes e sequóias seus prin-cipais representantes. São plantas bem adaptadas ao ambiente ter-restre e às regiões temperadas da Terra.São vasculares, dotadas de raiz, caule, folhas, flores e sementes. Naescala evolutiva do reino, são os primeiros vegetais a apresentar florese sementes denominados de fanerógamas ou espermáfitas. Por nãoapresentarem frutos, suas sementes aparecem nuas, ou seja, semproteção externa.130 capítulo 11
  • 129. As flores das gimnospermas são as pinhas ou cones, que se reúnemem inflorescências denominadas estróbilos.As gimnospermas apresentam espécies monóicas – por exemplo, opinheiro-europeu, com flores masculinas e femininas – e espécies dióicas– por exemplo, o pinheiro-do-paraná, com plantas que produzem floresfemininas e plantas que produzem flores masculinas.Devido à grande diversidade, as gimnospermas foram divididas emquatro classes: • Coníferas – são pinheiros, ciprestes, sequóias, abetos, cedros eoutros; árvores de grande porte, tronco espesso, muitos galhos, com fo-lhas longas e finas, ou curtas em forma de escamas. Algumas espéciespossuem ciclo de vida muito longo. Exemplos: as sequóias chegam a ul-trapassar 100 metros de altura e vivem cerca de quatro mil anos; pinheirosda Califórnia, cerca de 4 600 anos. A principal espécie brasileira é opinheiro-do-paraná (Araucária angustifolia).• Cicadófitas – são encontradasem regiões tropicais da Terra. Gim-nosperma primitiva que depende daágua para a fecundação, ao contráriodas demais gimnospermas, que in-dependem da água para reprodução.O gênero Cycas é a espécie maisconhecida: lembra uma palmeira e émuito utilizada para ornamentar jar- escamadins. foliar • Gincófitas – A única es-folhabilobadapécie vivente pertence à classeGinkgo biloba, daí serem con-sideradas “fósseis vivos”. Suasfolhas são delgadas, em formade leque.• Gnetófitas – essa classeinclui gêneros que mostram caulegrandes diferenças entre si. GinkgoDestacam-se três gêneros:capítulo 11 131
  • 130. – Welwitschia mirabilis: encon-tradas em regiões áridas comodesertos. – Gnetum: que se compõemde trepadeiras.– Ephedra: de onde se extraia efedrina, um alcalóide, usado Welwitschia mirabilisno tratamento de asma e outrasdoenças.Reprodução das gimnospermasReprodução por metagênese ou alternância de gerações. A fase du-radoura e mais desenvolvida é o esporófito diplóide (2N). Um pinheiroadulto é o esporófito. O gametófito haplóide (N) é pouco desenvolvido enutre-se do esporófito.Na época da reprodução, formam-se no esporófito (planta adulta)estruturas denominadas estróbilos ou cones, que são unissexuadas.Os cones (pinhas) masculinos são pequenos e constituídos pelaunião de microsporófilos, que se agrupam em espiral ao redor de umeixo central.Polinização e fecundaçãoQuando os microsporângios se abrem, libertam os grãos de pólen,que, por serem alados, são carregados pelo vento (anemofilia) até oscones femininos, onde penetram pela micrópila (orifício do óvulo). Osgrãos de pólen germinam e emitem o tubo polínico estrutura que cresceem direção ao óvulo. No interior do tubo polínico, por mitose, o núcleo reprodutivo originadois espermáticos, que são os gametas masculinos. Por isso, o tubopolínico, local onde se formam os gametas masculinos, é chamado degametófito masculino. Um dos núcleos espermáticos fecunda a oosfera,e o outro degenera.O zigoto formado passa por sucessivas mitoses, originando o embrião(2N). O embrião se desenvolve no interior do gametófito femi-nino,alimentando-se dele. Ao mesmo tempo, o tegumento do megas-porângio torna-se rígido e formará a casca ou tegumento da semente.132capítulo 11
  • 131. A semente (pinhão), até não amadurecer, fica presa ao megastróbilo(pinha ou cones). Assim que amadurece, desprende-se do estróbilo (coneou pinha). Caindo em local adequado, germina, originando uma nova planta.produção de grãos de pólen tubo polínico(gametófito)produçãode óvulos conesesporófito (2n) núcleo sacoespermático nembrionário (gameta) (gametófito )oosfera(gameta ) cones esporófito (2n) fecundação sementezigoto (2n)Ciclo reprodutivo do pinheiro-do-paraná. Observe no esquema que a planta normalmen-te conhecida, complexa e duradoura é o esporófito. Já o gametófito, representado pelotubo polínico ( ) ou pelo saco embrionário ( ), é pouco complexo e passageiro, alémde ser heterótrofo e depender do esporófito para o seu desenvolvimento. A formação do tubo polínico permite à grande maioria das gimnospermasa liberação da água para reprodução, pois o grão de pólen não necessita deágua para chegar até a oosfera. E a semente, cuja função é proteger e nutriro embrião, constitui um grande avanço para adaptação à vida terrestre. Importância das gimnospermasA madeira das árvores é de grande importância nas industrias depapel, móveis, construções de casas etc.Algumas espécies servem de ornamento, como por exemplo os ci-prestes, as tuias e a própria flor (pinha).O pinhão serve de alimento, pois possui uma grande reserva de subs-tâncias nutritivas – o endosperma, onde se localiza o embrião, que delese alimenta quando ocorre a germinação.capítulo 11133
  • 132. ANGIOSPERMASGrupo de vegetais representados pelas plantas frutíferas, é o grupode maior dispersão e mais abundante na face da TerraSão plantas vasculares, fanerógamas, e a semente encontra-seprotegida dentro do fruto. Adaptadas aos mais diversos ambientes, en-contram-se em regiões tropicais, temperadas, frias e desertos. O corpo das angiospermas são dotados de raízes, caules, folhas,flores, sementes e frutos. Independem de água para reprodução.Reproduzem-se por metagênese ou alternância de gerações, sendoo esporófito (2N) a fase mais desenvolvida e duradoura. O gametófito (N)é extremamente reduzido, com a vida transitória e dependente doesporófito. O gametófito representa uma pequena etapa no processo dareprodução (formação da semente). São plantas de fundamental importância para o homem, tantoeconomicamente – quando utilizadas nos mais diversos setores industriais,tais como: bebidas, têxteis, madeiras, farmacológicas, ornamentais eoutras – como na manutenção da vida e equilíbrio dos ecossistemas, comoprodutores das cadeias alimentares. A flor, assim como nas gimnospermas, é o órgão responsável pelareprodução sexuada das angiospermas.Uma flor completa apresenta as seguintes partes:- pedúnculo: haste que prende a flor ao caule.- receptáculo floral: parte dilatada do pedúnculo, onde se inseremos verticilos florais.- verticilo: conjunto de folhas modificadas, relacionadas à proteçãode outros órgãos. Os verticilos florais são:• cálice: conjunto de folhas modificadas, geralmente verdes, denomi-nadas sépalas.• corola: formada por um conjunto de pétalas, geralmente coloridas,auxilia indiretamente na reprodução, atraindo os agentes polinizadores.Dá-se o nome de perianto ao conjunto de cálice e corola.• androceu: parte masculina da flor, constituída por folhas modificadas,denominadas estames. O estame é formado de três partes:134capítulo 11
  • 133. - antera: porção dilatada, localizada na parte superior do estame,corresponde ao microsporângio, onde se originam os grãos de pólen.- filete: haste que prende a antera ao receptáculo floral.- conectivo: tecido que une as duas parte da antera.• gineceu: é a parte feminina da flor. Constituída por folhas modifica-das denominadas pistilos ou carpelos. Corresponde ao megasporófilo.O pistilo ou carpelos sãoconstituídos por três partes:- estigma: porção terminale dilatada do carpelo. A-presenta a superfície vis-cosa com a finalidade dereceber o grão de pólen.- estilete: haste de comu-nicação entre o estigma eo ovário.- ovário: base dilatada docarpelo. Em seu interior ocorre a formação de óvulos.A grande maioria das flores das angiospermas é hermafrodita(apresenta androceu e gineceu), facilitando a autofecundação. Mas aautofecundação apresenta desvantagem para as espécies, impedindo avariabilidade de caracteres. Para impedir a autofecundação, as florespossuem adaptações que impedem o processo e facilitam a fecundaçãocruzada (entre flores diferentes), tais como:- hercogamia: ocorrência de uma barreira entre a antera e o estigma(alturas diferentes, por exemplo). - protandria: androceu amadurece antes do gineceu. - protoginia: gineceu amadurece antes do androceu. Assim como nos angiospermas, o grão de pólen armazena no seuinterior um núcleo vegetativo e um núcleo reprodutivo (ambos haplóides).O óvulo é o megasporângio – apresenta em seu interior a célula-mãe domegásporo (2N). Esta sofre meiose e origina quatro células: três dege-neram e apenas uma torna-se funcional. A célula funcional cresce e seunúcleo haplóide sofre três mitoses sucessivas, originando oito núcleoshaplóides.capítulo 11 135
  • 134. Três delas localizam-se próximo a uma abertura do óvulo denomina-da micrópila. Uma fica no centro e é a oosfera (gameta feminino); as ou-tras duas posicionam-se uma de cada lado da oosfera e recebem o nomede sinérgides. No lado oposto à micrópila do óvulo ficam três outras,denominadas antípodas. E, na região central do óvulo, ficam as duasrestantes, denominadas núcleos polares. A parte interna do óvulo, quearmazena os oito núcleos haplóides, recebe o nome de saco embrionário,constituindo o gametófito feminino das angiospermas. Polinização e fecundaçãoPolinização: consiste no transporte do grão de pólen da antera doandroceu ao estigma do gineceu.A polinização célula geratriz (divide-se formandonúcleo do tubo polínico dois gametas masculinos)pode ser natural ouartificial.grão de pólen poroA polinização sobre o estigmaentre flores diferen- tubopolínicotes pode ocorrer superfíciepor vários agentesdo estigmapolinizadores, tais gameta masculinonúcleo docomo: tubo polínico O grão de pólen germina- vento : ane-mofilia- insetos: entomofiliagrão de pólen- pássaros: ornitofiliaestigmaestilete- água: hidrofilia tubo polínico- morcego: quiropterofilianúcleo polar- homem: (antropofilia), célula antípodaque é a polinização arti-ficialNormalmente a polini- ovário óvulozação ocorre pelo ventoquando as flores não apre- micrópilasentam atrativos, tais como: saco embrionáriogameta masculinovariações de cores, pétalasoosferagrandes, glândulas que pro-receptáculoduzem néctar e glândulasOs gametas masculinosque exalam aromas. Exem-136capítulo 11
  • 135. plos: as flores das angiospermas (pinha ou cone). Chegando ao estigma, ogrão de pólen germina, originando o tubo polínico. Este cresce ao longo do estilete até alcançar a micropila do óvulo.Próximo ao óvulo, o núcleo reprodutivo divide-se, originando dois núcleosespermáticos, e o núcleo vegetativo degenera. O tubo polínico que transporta os núcleos espermáticos (gametas mas-culinos) é o gametófito masculino.BionotíciasDesflorestamento A destruição das florestas,especialmente da Amazônia, éassustadora, e a maior causa des-se desflorestamento está no cor-te indiscriminado e ilegal damadeira, seguido da obtenção deáreas para lavoura e pastagens.O Inpe (Instituto Nacional dePesquisas Espaciais) revelouque, entre agosto de 1997 eagosto de 1998, as empresas madeireiras devastaram cerca de 1,5 milhão dealqueires da floresta amazônica. Isso acontece porque a fiscalização na área éprecária, facilitando a instalação de madeireiras estrangeiras, principalmente daIndonésia, Malásia, China e Japão. A Amazônia também aumentou sua contribuição na produção de toda amadeira utilizada no Brasil; no entanto, a maior parte dessa exploração é ilegal.De acordo o Greenpeace, mesmo a extração considerada legal é altamentedestrutiva, e o uso de tecnologia obsoleta resulta em enorme perda de matéria-prima durante o processo produtivo. Organizações não-governamentais de meioambiente defendem também implementação de novas áreas para proteção dafloresta, uma vez que as áreas protegidas existentes equivalem a apenas 3,5% daAmazônia. Até hoje, aproximadamente 2/3 da Amazônia permanecem comofloresta virgem e ainda podem ser preservados. capítulo 11137
  • 136. nucelocélula antípoda (camada envolvendoo saco embrionário)tegumento (camada externa do óvulo) o segundo gameta masculinofunde-se com os núcleos polares o primeiro gametapara formar o endospermamasculino encontra aoosfera para formar o embrião sinérgide(desaparece apósa fertilização)o tubo polínico encontra a oosferaFertilização Ao atingir o óvulo, um dos núcleos espermáticos fecunda a oosfera, for-mando o zigoto (2N). O outro núcleo espermático funde-se aos dois núcleospolares do óvulo, originando um núcleo triplóide (3N). Este núcleo triplóide se dividirá intensamente, dando origem a umtecido triplóide, denominado endosperma ou albume. Normalmente oendosperma nutre o embrião no início de seu desenvolvimento. As célu-las sinérgides e as antípodas degeneram após a fecundação. O zigotosofre mitoses sucessivas, formando o embrião. estilete eestigmas passados testaendosperma (cobertura da semente) (reserva de alimento) cotilédone (folha da semente) pericarpo (parede doplúmula ovário madura) (gema do embrião) radícula (raiz do embrião) embriãoDesenvolvimento do embriãoApós a fecundação o óvulo se desenvolve, originando a semente. Oovário também se desenvolve, originando o fruto.Em condições favoráveis o embrião se desenvolve, originando umanova planta.SEMENTESE FRUTOS Ocorrendo a fecundação, o óvulo origina a semente, e o ovário, o fruto.138 capítulo 11
  • 137. A semente é constituída de duas partes:- o tegumento: envoltório externo. Nasmeristema apical doangiospermas, o tegumento é formado plúmulascaulepor duas camadas: testa e tégmen. cotilédoneregião onde seprende o cotilédone- a amêndoa: divide-se em duas partes:meristemaembrião e endosperma. tegumento apical da raiz O zigoto (2N) origina o embrião. É apartir do embrião que se desenvolverá a radícula (que formará a raiz), a caulícula(que desenvolverá no caule), a gêmula (que formará a porção apical do caule).Os cotilédones são folhas modificadas com função de nutrir o embriãoem início de desenvolvimento. A presença de um ou dois cotilédones na se-mente classifica as anginospermas em monocotiledôneas e dicotiledôneas. Além de se diferenciar quanto ao número de cotilédones, as mono-cotiledoneas e as dicotiledôneas apresentam outras características que asdiferenciam, tais como:monocotiledôneasdicotiledôneas albúmen cotilédone (único)cotilédonecotilédone Semente: um cotilédonedois cotilédones Raízes: raízespivotante ou raiz axial fasciculadas ou em forma de cabeleiraFolhas: com nervuras com nervurasparalelasramificadas capítulo 11 139
  • 138. feixes vascularesfeixes vasculares dispostos em torno deespalhados pelo caule um cilindro centralCaule: em geral não ramificado,em geral ramificado, vasosvasos condutores espalhadosordenados na periferia do caulepelo caule irregularmente Flor: com três pétalas ou com quatro ou cinco pétalas múltiplo de três – são flores ou múltiplo de quatro ou cinco trímeras– são tetrâmeras ou pentâmeras Dispersão das sementes Muitos vegetais possuem adaptações que permitem disseminar ou dis-persar as sementes no meio ambiente. Essas adaptações evitam a compe-tição intra-específica (sementes da mesma espécies desenvolvendo-se emáreas próximas) e permitem às espécies conquistar novos ambientes epovoar outras regiões. Exemplos de dispersão Anemocoria: dispersão pelo vento; exemplo: semente da paineira. Hidrocoria: dispersão pela água; exemplo: coco-da-baía.Zoocoria: dispersão pelos animais. Quando o animal ingere as se-mentes e as defeca intatas (zoocoria endozóica). O carrapicho e o picãoapresentam expansões que se fixam no corpo de animais, que astransportam para outras regiões (zoocoria epizóica).FRUTOS Com a função de proteger as sementes e preparar o solo, facilitandoa germinação, os frutos podem ser verdadeiros – quando se formam apartir de ovário, como o abacate – ou falsos – quando se formam de ou-tras partes da planta (pedúnculo: caju; receptáculo: maçã; inflorescência:figo, abacaxi, framboesa.140 capítulo 11
  • 139. Bionotícias Tomate transgênico pode prevenir câncer Pesquisas revelam que tomates geneticamente modificados contêm três ve-zes a quantidade normal de vitamina A e podem ajudar no combate ao câncer edoenças do coração. A cada ano, morrem de 1 a 2 milhões de crianças entre um equatro anos de idade, mas esse número pode diminuir se for realizado um esque-ma "melhor que pílulas". O aumento da dose de beta-caroteno em alimentos é geralmente tido comomais eficiente do que o consumo da substância na forma de pílulas, pois outrosnutrientes do alimento podem catalisar os seus efeitos. As modificações genéti-cas nos tomates podem durar até quatro gerações, fazendo com que o acúmulo debeta-caroteno seja disponível a longo prazo. Além de combater o câncer e doen-ças do coração, a vitamina A também está relacionada à prevenção de degenera-ção muscular, que pode levar à cegueira. Os cientistas dizem que, se o benefício for comprovado, será bem-vindo,mas ressalvam que mudanças na constituição biológica e química podem levar àalteração de outros nutrientes do alimento que também são importantes para asaúde, e estão realizando testes para garantir que os tomates são seguros para oconsumo humano. Aí sim estarão prontos para o consumo.A BACATEM AÇÃ E CAJU F RAMBOESAfruto verdadeiropedúnculo com sementesrestos de fruto(carnoso)estame óvuloovário frutículo fruto (verdadeiro)restos de receptáculoestilete sementesementeCorte de dois pseudofrutos Fruto agregadosimples, caju e maçãQuanto ao tipo, podem ser carnosos (baga ou drupa) – como opêssego, tipo de drupa, e a laranja, tipo de baga, pois apresenta gomos –ou secos, como a noz. O fruto carnoso apresenta epicarpo, mesocarpo eendocarpo; o mesocarpo é a parte comestível. capítulo 11 141
  • 140. FIGOP Ê S S E G O ( D R U PA ) pseudofruto múltiplo Pêssego: neste fruto, o epicarpo forma a casca,o mesocarpo é a parte comestível e o endocarpo, muito duro, envolve a semente e forma o caroço LARANJA (BAGA)NOZ (FRUTO SECO)Vista externat e s t e s1 – (UFES) No ciclo de vida das briófitas podem ser consideradas as seguintesetapas:I – Produção de esporos III – Formação de um vegetal haplóideII – Produção de gametasIV – Formação de um vegetal diplóideA seqüência correta em que ocorrem essas etapas é:a)I – III – II – IV c) II – III – IV – Ie) III – I – IV – IIb) I – IV – II – IIId) II – I – III – IV2 – (Vunesp-SP)A uma pessoa que comprasse um vaso de samambaia numafloricultura e pretendesse devolvê-lo por ter verificado a presença de pequenas es-truturas escuras, dispostas regularmente na face inferior das folhas, você diria que:a)A planta, com certeza, estava sendo parasitada por um fungo.b) A planta necessita de adubação, por mostrar sinais de deficiências nutricionais.142capítulo 11
  • 141. c) A planta tinha sido atacada por insetos.d) As pequenas estruturas eram esporângios reunidos em soros, os quais apa- recem normalmente durante o ciclo da planta.e) A planta se encontrava com deficiências de umidade, mostrando manchas necróticas nas folhas.3 – (Mackenzie-SP)O desenho representa uma folha de samambaia.A estrutura indicada pela seta é chamada..............................,sendo formada por um conjunto de ......................... .Qual a alternativa que completa corretamente as lacunasacima?a) soro e esporângios d) esporangiófoto, esporosb) esporângio, soros e) soro, pólenc) antera, pólen questões1 – (Fuvest-SP)Com relação à conquista do meio terrestre, alguns autoresdizem que “as briófitas são os anfíbios do mundo vegetal”. Justifique essa analogia.2 – (Unicamp-SP) Mata Atlântica é um ambiente bastante úmido. NesseAambiente, é comum encontrar diversos tipos de plantas verdes, de pequeno por-te (alguns centímetros), crescendo sobre troncos e ramos de árvores, bem comorecobrindo certas áreas na superfície do solo. A reprodução destas plantas nãoocorre por meio de flores, mas no seu ciclo há gametas envolvidos. Que plantassão essas? Qual o fator de delimita o seu tamanho? Qual é a fase transitória doseu ciclo reprodutivo?3 – (Vunesp-SP)Um estrangeiro, em visita à região Sul do Brasil, teve suaatenção voltada para uma planta nativa, de porte arbóreo, com folhas pungentese perenes e flores reunidas em inflorescências denominadas estróbilos. Desta plantaobteve um saboroso alimento, preparado a partir do cozimento em água fervente.a) Qual o nome popular desta planta e a que grupo pertence?b) O alimento obtido corresponde a que parte da planta?4 – (PUC-SP)Ao discutir com colegas a origem do fruto, um estudante afirmou:“O tomate é um fruto verdadeiro, enquanto o caju é um pseudofruto”.Você concorda com essa afirmação? Justifique sua resposta. capítulo 11 143
  • 142. c a p í t u l o 12HISTOLOGIA, ANATOMIA EFISIOLOGIA VEGETALHISTOLOGIA Os vegetais, da mesma forma que os animais, são formados por cé-lulas, que na fase embrionária se diferenciam, tanto na estrutura como nofuncionamento, constituindo os tecidos. Os tecidos vegetais são divididosem dois grupos: os meristemas (ou tecidos embrionários) e tecidos per-manentes ou diferenciados.TECIDOSMERISTEMÁTICOS Os meristemas são tecidos responsáveis pelo crescimento edesenvolvimento da planta. Formam-se a partir de sucessivas divisõesmitóticas, desde o zigoto. Suas células são pequenas e não apresentamdiferenciações.Podem ser divididos em dois tipos:Meristema primário: responsável pelo crescimento longitudinal daplanta. Suas células originam-se a partir do embrião. São encontradosnas partes em que ocorre crescimento: região apical da raiz e do caule,gemas apicais e gemas laterais. À medida que as células do meristema primário se proliferam, dãoorigem à epiderme (função de revestimento), ao córtex (acumula reser-vas) e ao cilindro central (vasos condutores). Na raiz, além dessas trêsvariedades citadas, forma-se também o caliptogênio, que dará origemà coifa, estrutura rígida que protege a ponta da raiz. Meristema secundário: responsável pelo crescimento em espessu-ra, é dividido em dois tipos: o felogênio e o câmbio.144capítulo 12
  • 143. • felogênio: produz o súber ou cortiça (tecido morto com função deproteção) e o feloderma, tecido vivo com função de preenchimento.• câmbio: forma-se por desdiferenciação de células do cilindro cen-tral. Essas células se proliferam, dando origem aos vasos condutores deseiva: os lenhosos transportam seiva bruta ou inorgânica e situam-se nointerior do caule; e os vasos liberianos, condutores de seiva elaborada ouorgânica, situado mais externamente do que os vasos lenhosos. Corte longitudinal da gema apical (visão microscópica)TECIDOS PA R E N Q U I M ATO S O S Também conhecidos como de reserva e assimilação. • Parênquima clorofiliano: encontrado em grande quantidade nasfolhas e nos caules finos e verdes. Suas células são ricas em clorofila,capítulo 12 145
  • 144. portanto têm função fotossintetizante, produzindo alimentos. De acordo como formato e a função das células, o tecido parenquimatoso clorofilianosubdivide-se em: lacunoso e paliçádico. O lacunoso apresenta espaçosintercelulares, e o paliçádico possui células justapostas que, além de realizarfotossíntese, protege a célula contra o excesso de transpiração e de luz solar. • Parênquima de reserva: especializados em armazenar reservas desubstâncias, como água, ar e amido.TECIDOST E G U M E N TA R E STambém conhecidos como tecidos de proteção e revestimento. Têm porfunção proteger a planta e adaptá-la ao ambiente terrestre. O tecido tegumentarapresenta dois tipos básicos: a epiderme e o súber ou tecido suberoso.Epiderme: camada de células justapostas, revestindo todas as partes daplanta.Por exercer várias funções, apresenta adaptações como:– cutícula: camada de lipídeos, com função impermeabilizadora, evitandoa desidratação da planta.– acúleos: projeções pontiagudas e resistente, com função de proteção.São comuns em roseiras e facilmente confundidos com espinhos.– pêlos: quando presentes nas folhas, protegem contra a perda de água.Nas raízes, são encontrados os pêlos absorventes, com função de absorverdo solo água e sais minerais. – estômato: presente nas folhas, em caules jovens, e em algumas flores.Formado por duas células, com um orifício regulável entre elas, o qual controlaas trocas respiratórias e a saída de água na forma de vapor, possibilitando arespiração e a fotossíntese.– hidatódios: com características e funções semelhantes às dosestômatos. Localizam-se nas bordas das folhas, por onde são eliminados osexcessos de água e sais minerais. Esse fenômeno recebe o nome de sudaçãoou gutação.TECIDOSSECRETORESSecreções são substâncias produzidas pelos seres vivos, que podemser utilizadas pelos mesmos ou jogadas para o exterior.– pêlos glandulares: encontrados em folhas de urtiga (secretamsubstâncias urticantes). Plantas carnívoras secretam enzimas digestivas,que promovem a digestão de insetos.146capítulo 12
  • 145. – nectórios: bolsas secretoras, presentes nas folhas, onde é produzido onéctar e substâncias aromáticas.– canais laticíferos: são canais produtores de látex (substância leitosa,da qual se extrai a borracha), encontrado em plantas como as seringueiras.TECIDOSDE S U S T E N TA Ç Ã OFuncionam como suporte, sustentando e dando apoio ao corpo daplanta. Os tecidos de sustentação apresentam-se de dois tipos: ocolênquima e o esclerênquima.– colênquima: formado por células vivas com aspecto de fibras quese multiplicam até a fase adulta. Mesmo com função de sustentar aplanta, não apresenta grande rigidez, o que possibilita certaflexibilidade do caule.– esclerênquima: formado por células mortas lignizadas, que dãogrande rigidez ao caule.TECIDOSCONDUTORESPresentes nas plantas vasculares ou traqueófitas (pterídofitas,gimnospermas e angiospermas). É o tecido que se encarrega de transportarpelo corpo do vegetal todas as substâncias necessárias à vida dos mesmos.Apresentam dois tipos: o lenho ou xilema, responsável por transportarágua e sais minerais, absorvidos do solo por pêlos absorventes presentes nasraízes, e transportar essas substâncias inorgânicas até as folhas, onde sãoutilizados no processo da fotossíntese; e o líber ou floema, através do qual aseiva elaborada ou orgânica é transportada para todas as partes da planta. capítulo 12147
  • 146. Principais características dos vasos lenhosos ou xilema: formados porcélulas mortas, impregnadas de lignina. O material que forma a célula, aose decompor, deixa canais através dos quais uma célula se comunicacom a outra, recebendo o nome de traquéias ou elementos dos vasos.Nas gimnospermas as células são alongadas, igualmente mortas, ocas elignizadas, que se comunicam por pontos denominados traqueídes, poronde a água escoa. Dependendo do local onde ocorre maior concentraçãode lignina, os vasos recebem denominações de: anelados, espiralados,pontuados etc.Principais características dos vasos liberianos ou floema: formadospor células vivas, que contêm aberturas em forma de canais. Esses canaissofrem interrupções de espaço em espaço, por uma fina membrana emposição transversal aos canais. Essa membrana apresenta perfuraçõesdenominadas crivos ou placa crivada. A seiva elaborada escoa pelos canais,atravessando as placas crivadas, e é distribuída por toda a planta. Essesvasos são sustentados pelas fibras esclerenquimatosas e eliminados pelascélulas do parênquima.148capítulo 12
  • 147. A NATOMIA E F ISIOLOGIAABSORÇÃOE T R A N S P O RT ER AIZCom função de absorver água e sais minerais, e promover a fixaçãoda planta, a raiz é um órgão geralmente aclorofilado e subterrâneo;externamente apresenta as seguintes regiões:Coifa: localizada na extremidade da raiz. Constituída por célulasmeristemáticas, que são renovadas constantemente, funciona como umcapuz protetor, evitando lesões por atrito com o solo.Região de distensão ou crescimento: seguindo a coifa, a região decrescimento é constituída por células meristemáticas que crescem poralongamento ou distensão, desprovida de qualquer tipo de ramificação,denominada também de zona lisa.Região pilífera: logo após a região de crescimento. Célulasepidérmicas dessa região apresentam expansões denominadas pêlos ab-sorventes, que permitem um aumento de superfície em contato com osolo, aumentando a capacidade de absorção. Região de ramificação: na seqüencia da região pilífera ou deabsorção, é a parte da raiz de onde saem as raízes secundárias queaumentam o poder de fixação do vegetal ao solo e a capacidade deabsorção.capítulo 12 149
  • 148. Colo: região de transição entre a raiz e o caule.TIPOS DE RAÍZESRaízes tuberosas: atuam como órgãos de reserva; exemplo: beterra-ba, cenoura, batata-doce, nabo e rabanete. (Fig. 12.8) Raízes suportes (raízes escoras): comum nos manguezais, partemdo caule, melhorando as condições de fixação nesse tipo de solo lodoso einstável. Por partirem do caule, as raízes suporte recebem o nome deadventícias; exemplo: milho. (Fig. 12.9) Raízes fasciculadas ou cabeleira: quando não existe raiz principal,todas as raízes são aproximadamente do mesmo tamanho e partem domesmo ponto. Comum nas monocotiledôneas. (Fig. 12.10)Raízes tabulares: são raízes secundárias e espessas, que ajudamna fixação e sustentação da planta. São encontradas em árvores degrande porte. (Fig. 12.11) Raízes aéreas: encontradas nas plantas epífitas, como as orquídeas.São raízes revestidas por uma estrutura denominada velame, que absorveumidade do ar. Em tempo seco, ficam repletas de ar, evitando a evapora-ção. Em algumas epífitas, desenvolvem-se estruturas denominadas ci-pós, que, ao se ramificar, enrolam-se no caule, comprimindo-o fortementeinterrompendo o transporte da seiva elaborada; então a planta morre. Sãochamadas cipós “mata-paus”. (Fig. 12.12) Raízes sugadoras ou haustórios: retira a seiva de outras plantas,podendo levá-las à morte.150 capítulo 12
  • 149. Raízes respiratórias ou pneumatóforos: são encontradas normal-mente em solos pobres em oxigênio e desenvolvem raízes adaptadas àrespiração. (Fig. 12.13) batata docemilho(Fig. 12.8) (Fig. 12.9)(Fig. 12.10)(Fig. 12.11) (Fig. 12.12) (Fig. 12.13)capítulo 12151
  • 150. MORFOLOGIA INTERNADARAIZ Estrutura primáriaForma-se a partir do meristema primário do embrião. Em um cortetransversal, observamos três regiões:Epiderme: formada por células vivas, sem superfície cutinizada, oque permite uma melhor absorção de água e sais minerais do solo. Nelaestão presentes os pêlos absorventes.Córtex: formado por parênquima cortical. A camada mais interna doparênquima denomina-se endoderme. A endoderme é formada por umacamada de células dispostas ao redor do cilindro central. Na endodermedas dicotiledôneas, o depósito de lignina e suberina formam as estrias deGaspary.Cilindro central: situado na parte mais interna da raiz, formado poruma camada de células denominada periciclo, responsável pela formaçãodas raízes secundárias. Dentro do periciclo encontram-se o xilema e ofloema. Entre o xilema e o floema há o câmbio, responsável pelocrescimento secundário da raiz.ESTRUTURASECUNDÁRIADA RAIZPresente somente nas plantas com crescimento secundário (em es-pessura). Exemplo: as angiospermas dicotiledôneas e gimnospermas.O crescimento em espessura da raiz ocorre graças ao aparecimento deum tecido secundário (câmbio). As células de câmbio passam por sucessi-vas divisões, separando camadas de células que formam xilema secundáriopara dentro da raiz, e camadas de células que formam floema secundário152capítulo 12
  • 151. para fora. A partirdo periciclo, surgeo meristema se-cundário denomi-nado felogênio. Ofelogênio, por su-cessivas divisões,origina para fora osúber e para den-tro células do pa-rênquima. Súber, felogênio e parênquima constituem a periderme vegetal,em substituição da epiderme.C AULEOrigina-se da gêmula. Com funções de sustentar folhas e órgãos de reprodução; promo-ver as interligações entre raízes e folhas, por meio dos vasos conduto-res por onde circulam em ambos os sentidos, as seivas bruta e ela-borada. Em algumas espécies fun-ciona como armazenador de subs-tâncias, como por exemplo na ba-tata-inglesa e, quando clorofilado,realiza fotossíntese.Morfologia externa do caule Externamente o caule apresen-ta: nó, entrenós e gemas (apical elaterais).Gema apical é responsável pelocrescimento em extensão, e asgemas laterais, pela formação deramos, folhas e flores.A diversidade de caules nos per-mite classificá-los em:AéreosColmo – apresenta nós e entre-nós bem visíveis; possui gemas pro-capítulo 12 153
  • 152. tegidas pela bainha das folhas. Pode ser cheio, como a cana-de-açúcar,ou vazio, como o bambu. Estipe: caule cilíndrico; não tem ramificações e só persiste folhas noápice, como os coqueiros. Tronco: resistente e lenhoso, apresenta ramificações características deplantas arbóreas; exemplo: ipê, abacate, sequóias, eucaliptos etc. Haste: fino e geralmente verde. Os caules rastejantes, em alguns casos, podem enraizar-se a partir dasgemas, formando novas ramas que recebem o nome de estolho ou estolão;exemplo: morangueiro. Nos cactos, as folhas que realizam fotossíntese e transpiração. atrofiam-se e transformam-se em espinho. O caule verde, passa a realizar fotossíntese.E a planta economiza água na transpiração. Aquáticos Caules aquáticos; são aqueles que vivempermanentemente na água; exemplo: vitória-régia. Alguns caules, apesar de serem aéreos,não conseguem se sustentar: agarram-se asuportes por meio de estruturas denominadasgavinhas; exemplo: uva, chuchu. Outros de-senvolvem-se rente ao chão; exemplo:aboboreira, morangueiros, melancia etc. Subterrâneos Sofrem grandes modificações, e pode-mos dividi-los em três tipos básicos: rizoma,tubérculos e bulbo. Rizoma: desenvolvem-se paralelamenteà superfície do solo. Dele podem brotar fo-lhas; exemplo: samambaias, bananeiras. Tubérculo: caules armazenadores desubstâncias nutritivas. É possível observar nostubérculos a presença de gemas vegetativas;exemplo: batata-inglesa, gengibre etc.Morfologia interna do cauleO crescimento do caule em extensão recebe o nome de crescimentoprimário e ocorre graças à atividade do meristema que forma a gema apical.154capítulo 12
  • 153. A gema apical vai se elevando à medida que novas células são produzi-das e sofrem alongamento na sua base. Estrutura primária do caule Externamente o caule jovem é revestido pela epiderme, e interna-mente por células do parênquima.Nas monocotiledôneas, entre as células do parênquima, aparecemdispostos desordenadamente os feixes de vasos condutores de seiva.Nestes, os feixes mistos libero-lenhosos estão opostos um ao outro. Ofloema voltado para fora e o xilema voltado para dentro. Normalmente os vasos são envolvidos pelo tecido de sustentação —esclerênquima. A periderme é formada pelo conjunto de feloderme,felogênio e súber. Estrutura secundária do caule das dicotiledônias O crescimento em espessura é decorrente do surgimento de novostecidos, tanto do cilindro central como da casca. Surgem entre o xilema e o floema, na altura do câmbio intrafascicular,células do parênquima medular, que sofre desdiferenciação, originando omeristema secundário, denominado câmbio intrafascicular. Este promovea formação de vasos lenhosos para dentro do caule e vasos liberianospara fora. Com o crescimento em diâmetro, a epiderme (casca) começa aromper-se em alguns locais. Surge na casca outro meristema secundário,o felogênio. Este produzirá o súber (cortiça) constituído por células mor-tas, que substituirá a epiderme, e células parenquimatosas para dentro.O caule, em sua estrutura, apresenta novo revestimento.Aspectos do caule que permitem calcular os anos de vida da plantacapítulo 12 155
  • 154. Cortando-se transversalmente o tronco de uma angiosperma, pode-mos observar zonas externas de tonalidade clara e zona interna de tona-lidade mais escura. São os anéis de crescimento. Cada anel correspondea um ano de vida. Quando na primavera existe um bom suprimento deágua, o câmbio produz xilema ou lenho primaveril, com vasos de paredefina e grande cavidade interna. Na época de pouca água (verão ou outo-no secos), o câmbio produz lenho estrial, de calibre estreito e paredesgrossas. No inverno cessam praticamente as atividades do câmbio. Olenho primaveril e o estival formam anéis anuais, e pelo número de anéispode-se calcular a idade da planta.FOLHAÓrgão vegetativo de aspecto la-minar, embriologicamente originam-seda gêmula, mas nascem também dasgemas apicais do caule, denominadasprimórdios foliares. É um órgão cloro-filado, especializado na produção dafotossíntese, pois a grande superfícierica em cloroplastos e exposta à luz,facilita a absorção de energia solar e degás carbônico. A parte externa de uma folha com-pleta apresenta as seguintes partes: limbo,pecíolo, bainha e estípulas. As folhas podem apresentar modi-ficaçõe, que lhes permitem executar ou-tras funções.As brácteas são folhas modificadas Esquema de umaque protegem a flor; geralmente coloridas,folha completaservem de atrativo a animais polinizadores;exemplo: copo-de-leite, antúrios. Os espinhos do cacto possuem função de defesa e evitam o excessode transpiração.As gavinhas foliares da ervilha têm função de suporte. Os catáfilos protegem o broto vegetal, podendo acumular substânciasnutritivas; exemplo: alho e cebola.156capítulo 12
  • 155. Plantas carnívoras possuem folhas especializados em digerir pequenosanimais (insetos). Morfologia da folha A epiderme superior do limbo apresenta uma cutícula protetora (teci-do epidérmico ou cutinoso). A epiderme inferior é rica em estômatos, e acutina protetora é bem mais fraca. Entre as epidermes superior e inferioraparece um tecido clorofiliano de células do parênquima paliçádico. Emseguida, outro tecido clorofiliano de células irregulares, com espaçosintercelulares (parênquima lacunoso). Os tecidos clorofilianos (parênquimapaliçádico e parênquima lacunoso) recebem o nome de mesófilo.epiderme cutículaparênquimaclorofilianosuperiorpaliçádico nervura parênquima clorofiliano epiderme lacunoso floemanervuraxilemabainha ostíolo epiderme estômato inferior ostíoloMorfologiaostíoloda folhaabertoostíolofechadoNa face inferior do limbo, existem nervuras salientes, onde estão osvasos lenhosos e liberianos.Nos espaços do parênquima lacunosos circulam os gases oxigênio egás carbônico, que se comunicam com os estômatos. Transporte de seiva bruta A planta retira água do solo, principalmente pela região pilífera daraiz. Essa absorção pode ser passiva (a mais comum) ou ativa, depen-dendo das condições de umidade do solo. A absorção passiva é um pro-cesso osmótico, e a ativa resulta da pressão da raiz. Ambos os processosde absorção estão relacionados com a taxa de transpiração. Nesse caso, capítulo 12157
  • 156. a absorção dos sais minerais ocorre normalmente por transporte ativo, àcusta de gasto de energia.A seiva bruta chega aos vasos lenhosos por meio de dois caminhos: a) através dos espaços intercelulares, a seiva bruta atinge as célulasda endoderme, e daí ao lenho. Esse trajeto é mais rápido, mas menoseficiente, pois não garante a seleção das substâncias. b) a seiva bruta atravessa os espaços intercelulares do córtex. Atra-vessando o córtex, atinge a endoderme; as estrias de Gaspary impedem apassagem da seiva bruta pelos espaços intercelulares. Obrigatoriamenteela passa pelas células da endoderme, que fazem uma seleção, em quan-tidade e qualidade. As substâncias selecionadas são encaminhadas para aregião mais central da raiz,onde estão os vasos lenho-sos. A entrada da seiva brutanos vasos lenhosos ocorrepor bombeamento das célu-las do parênquima, que ficampróximos a eles, com gasto deenergia. A entrada de águajunto com os sais gera umapressão positiva da raiz, queempurra a seiva para cima.A pressão da raiz não é suficiente para elevar a seiva bruta até o topodas árvores de porte maior. O principal fenômeno responsável pelotransporte da seiva bruta é a transpiração. As células das folhas perdemágua e se tornam hipertônicas; com isso, a água sai dos vasos lenhosose entra nas células hipertônicas por osmose. Esta é a teoria da tensão-coesão conhecida como teoria de Dixon.Transporte da seiva elaboradaA seiva elaborada é o produto final da fotossíntese, e seutransporte ocorre através dos vasos liberianos. A seiva elaborada éconstituída por água e moléculas de sacarose (dissacarídio formadopela união de uma molécula de glicose e uma de frutose). A seiva ébombeada às células do tubo crivado do floema (pequenas nervurasdas folhas) pelo parênquima clorofiliano. A presença da sacaroseaumenta a pressão osmótica das células dos vasos, o que faz a água158capítulo 12
  • 157. entrar por osmose. A entrada de água no floema aumenta a sua pres-são e passa a transportar a seiva. Ao longo do percurso, a seiva édistribuída para as células vizinhas através dos inúmeros poros queexistem nas paredes laterais dos tubos crivados que formam os vasosliberianos, de forma que todas as células da planta, das folhas e dasraízes sejam alimentadas. O botânico alemão Ernst Munch, na tentativa de explicar como a sei-va elaborada é conduzida, formulou a hipótese de Munch. Essa hipótesediz que os açúcares fabricados no processo da fotossíntese são encami-nhados das folhas até as raízes por causa do desequilíbrio osmótico entreas células produtoras e consumidoras de açúcar.A – Elementos dos vasos liberianos. Aspecto geral dos tubos crivados e células companheiras.B – Esquema mostrando a íntima relação entre os tubos crivados e as células companheiras.TRANSPIRAÇÃO E EQUILÍBRIOHÍDRICOTranspiração é a perda de água para o meio ambiente na forma devapor. Ocorre principalmente através de estômatos, células da epiderme.Os estômatos apresentam um mecanismo de abertura e fechamentodo ostíolo, que controla as trocas de gases e a saída do vapor de água; aabertura e o fechamento do ostíolo resultam das variações de turgênciadas células estomáticas. Com a turgência, as paredes das células seabaulam, abrindo o ostíolo; com a perda da turgência, a célula diminuiseu volume e o ostíolo se fecha. A turgência depende da quantidade de luz incidente na folha (a folhapode receber gás carbônico para fotossíntese ) e da disponibilidade de capítulo 12 159
  • 158. água no meio ambiente (com o solo seco e a umidade do ar baixa, osestômatos tendem a permanecer fechados, evitando a perda de água portranspiração).A entrada e a saída de ågua, que acarretam as mudanças de volume das celulas- guarda, determinam respectivamente a abertura (a) e o fechamento (b) do estômato.FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃOVimos que, para realizar a fotossíntese, a planta precisa de água, gáscarbônico e luz. A temperatura também influencia a fotossíntese. A quanti-dade desses fatores ambientais torna-se um fator limitante da fotossíntese.Vamos analisar a influência do gás carbônico, da luz e da temperatura. Gás carbônico – A velocidade da fotossíntese está diretamente relacio-nada à concentração de gás carbônico na atmosfera. Quando a disponibi-lidade de CO2 é baixa, a velocidade da fotossíntese diminui. À medida queaumenta o CO2, aumenta a taxa de fotossíntese até certo ponto. Quandoisso acontece, diz-se então que a planta se encontra saturada de CO2.Mesmo que aumente a concentração do gás, não afetará a velocidade doprocesso. Temperatura – Na fotossíntesse participam muitas enzimas, portantoa influência da temperatura é alta. Assim, a velocidade da fotossíntese émáxima, numa faixa térmica entre 30° C e 40° C. Em temperatura muitobaixa, as atividades enzimáticas diminuem, diminuindo também a taxa defotossíntese. Em temperaturas muito altas, acima de 40° C, pode ocorrerdesnaturação de enzimas anulando a fotossíntese. Luz – A luz é a fonte de energia utilizada no processo da fotossíntese,participando ativamente da conversão do CO2 em compostos orgânicos.Portanto, quando a disponibilidade de luz é pequena, a taxa da fotossíntesetambém é pequena. Aumentando a intensidade de luz, aumenta também avelocidade da fotossíntese, até a planta ficar saturada de luz.160capítulo 12
  • 159. Vimos que, durante a noite, não ocorre fotossíntese – a planta realizaapenas a respiração. A fotossíntese inicia-se com o amanhecer e vai au-mentando gradativamente, com o aumento da intensidade luminosa. Notranscorrer do dia, numa determinada luminosidade denominada ponto decompensação luminoso ou fótico, a intensidade da fotossíntese se iguala àda respiração. Isso significa que , nesse ponto, a planta consome a mesmaquantidade de oxigênio produzido na fotossíntese. Nessas condições,tudo o que é produzido na fotossíntese (glicose e oxigênio) é consu-mido na respiração e vice-versa. Para crescer e realizar suas fun-ções as plantas precisam realizar mais fotossíntese que respiração, porisso precisam receber intensidade luminosa acima do seu ponto de com-pensação fótico.Ponto B: corresponde ao ponto de compensação, ou seja, fotossíntese= respiração.Faixa AB: a planta encontra-se abaixo do ponto de compensação, isto é,fotossíntese < que respiraçãoA partir do ponto B: a planta encontra-se acima do ponto de compensação:fotossíntese > respiraçãoH ORMÔNIOS VEGETAIS Os hormônios vegetais, ou fitormônios, são mensageiros químicoscapazes de controlar o desenvolvimento, o crescimento, a diferenciaçãocelular, a floração, o amadurecimento dos frutos e outros fenômenos queocorrem com as plantas. Os principais fitormônios são: auxinas, giberelinas,citocininas, ácido abscísico e etileno.Auxinas Foram os primeiros fitormônios a serem identificados e isolados por vá-rios pesquisadores, por meio de várias experiências. Charles Darwin e seufilho Francis, em 1881, demonstraram que o coleoptile (haste verde quecapítulo 12161
  • 160. emerge da semente) de alpiste, quando iluminado lateralmente, curva-se emdireção à luz. Se o ápice do coleoptile for coberto não responde mais à luz. Em 1928, o bo-tânico alemão Fritz W.Went cortou o ápice devários coleoptiles deaveia, colocou suasbases sobre blocos deágar (gelatina obtidade algas). Depois dealgumas horas colo-cou os cubos de ágarem posições variadas sobre os coleoptiles decapitados. Notou que elesse curvavam para o lado oposto ao do contato com os cubos. Ao interpre-tar os resultados, concluiu que o ápice produz uma substância que sedifunde para as zonas mais baixas da planta, e também passou para oágar, pois o mesmo estimula o crescimento. Tal substância foi denominada “auxina” (do grego auxin = crescer). Aauxina posteriormente foi identificada como ácido indolacético (AIA). O AIA é produzido nas zonas meristemáticas da planta: no coleoptile,nos meristemas apicais de caules e raízes, nos embriões das sementes enas folhas jovens. Desloca-se do ápice do caule até a ponta das raízes. As ações do AIA Formação dos frutos: após a fecundação, as sementes em desenvol-vimento produzem auxinas, que determinam o crescimento do ovário.Quando aplicados a flores antes da fecundação, os ovários crescem eoriginam frutos sem sementes, denominados partenocárpicos. Dependendo da concentração de AIA, tanto pode inibir como estimu-lar o crescimento de raízes, caules e gemas. Outro fenômeno relacionado à diferença de sensibilidade das diver-sas regiões das plantas do AIA é a dominância apical. A gema apical produzAIA, que passa a inibir as gemas laterais mais distantes. Se a gema apicalfoi removida, a concentração de auxinas cai, e as gemas lateraisdesenvolvem-se. Giberelinas Outro grupo de fitormônios. Esta denominação deve-se ao fato deelas serem encontradas no fungo Gibberella fungikuorai, que ataca e pro-162capítulo 12
  • 161. voca doença no arroz. Por abranger inúmeras substâncias, são generica-mente denominadas de ácidos giberélicos.Suas principais ações na planta:- estimular a distensão celular; promover o desenvolvimento do fruto,inclusive a paternocarpia; estimular a floração em muitas plantas; que-brar a dormência de gemas e da semente. Citocininas Fitormônios que estimulam a divisão celular. O principal local de produção desses hormônios é a gema apical daraiz, e o transporte, como nos demais hormônios, é feito pelo xilema.As citocininas são também conhecidos como hormônios anti-enve-lhecimento de folhas, permitindo que elas fiquem verdes por muito tempo.Atuam em menor proporção na floração, na quebra da dormência de se-mente e no crescimento do fruto. Ácido abscísico Fitormônio cuja principal ação é inibir os efeitos de outros hormônios,principalmente das auxinas e giberelinas. Acumulando-se em grandequantidade na base do ovário, provoca o envelhecimento e a quebra defolhas, flores e frutos e a dormência de algumas sementes. Etileno Fitormônio gasoso, produzido pelas plantas e também liberado pormeio da queima de diversos produtos, como serragem e derivados depetróleo (gasolina, querosene etc.). O etileno acelera o amadurecimento dos frutos, e a queda (abscisão)das folhas. Frutos maduros ou podres liberam grande quantidade deetileno. É utilizado em estufas para amadurecer as frutas ali colocadas.Quando embrulhamos bananas em jornal, o papel retém o etileno liberadopelas bananas, o que acelera o seu amadurecimento.C R E S C I M E N TO E M OV I M E N TO DA S P L A N TA STropismos são movimentos orientados, não acompanhados por des-locamento. São classificados de acordo com a natureza do estímulo em:a) Fototropismo: movimentos orientados pela luz.- fototropismo positivo - os caules crescem e se inclinam no sentido da luz;- fotopropismo negativo - a raiz cresce se afastando da luz. capítulo 12 163
  • 162. O fototropismo positivo ou negativo é decorrência da distribuição desi-gual de auxinas. Quando ilumina o caule unilateralmente, na face iluminadaocorre destruição das auxinas pela luz, o que inibe o seu crescimento.Com isso o lado não iluminado, com maior concentração de auxinas, crescemais, determinando a curvatura em direção à luz.b) Geotropismo: tropismo estimulado pela ação da gravidade.- geotropismo positivo - as raízes crescem em direção ao centro da Terra.- geotropismo negativo - o caule cresce em sentido oposto ao da raiz.A tendência ao crescimento vertical, tanto do caule como da raiz, deve-se àdistribuição desigual de auxinas pelo corpo da planta: a face inferior temmaior concentração de hormônio que a superior, e ela apresenta cresci-mento desigual. Como o caule e a raiz possuem sensibilidades diferentesem relação ao hormônio, o caule curva-se para cima, e a raiz para baixo.Tigmotropismo: tropismo provocado pelo contato do caule em um suportequalquer. Exemplo: as gavinhas de plantas como o chuchu, a videira, omaracujazeiro, em contato com um suporte, enrolam-se a ele.Admite-se que a face em contato com o suporte cresça menos que aaposta, provocando crescimento desigual.F OTOPERIODISMO As plantas são sensíveis às variações do comprimento do dia e danoite, o que influi no seu desenvolvimento e floração. O fitocromo, pigmentoencontrado em vários órgãos das plantas, é ativado pela luz e envolvefenômenos que ocorrem com a maioria das plantas, tais como: floração,queda das folhas, entre outros.De acordo com o fotoperiodismo, as plantas são classificadas em:Plantas de dias longos (PDL): florescem normalmente no verão. Sãoas que necessitam de um período igual ou superior a 12 horas de luz paraflorir. São exemplos: o espinafre, a alface, o trigo, a quaresmeira etc.Plantas de dias curtos (PDC): florescem normalmente no inverno.São plantas que florescem quando expostas a período de luz inferiorao valor crítico, que pode variar de acordo com a espécie. Por exemplo:se o período crítico de uma PDC for de 11 horas, isto significa que ela sóirá florir em dias com 11 horas ou menos de 11 horas de luz; exemplos: omorango, a azaléia, os crisântemos, a dália etc.Plantas neutras (PN): são plantas que florescem independente dashoras de luz que o dia possua; exemplo: tomate, feijão, milho etc.164capítulo 12
  • 163. testes1 – (UF Uberlândia - MG) relação aos tipos de raízes abaixo esquematizadas, Empodemos afirmar que:I II III IV1 – a raiz é usada para aumentar a área de apoio da planta2 – a planta de raiz II pode ser milho, arroz ou trigo3 – a raiz III é denominada raiz sugadora4 – a planta de raiz IV vive em região pouco arejadaa) Se somente forem corretas as afirmativas 1, 2 e 3.b) Se somente forem corretas as afirmativas 1 e 3.c) Se somente forem corretas as afirmativas 1, 2 e 4.d) Se somente for correta a afirmativa 4.e) Se todas as afirmativas forem corretas.2 – (Cesgranrio-RJ)O esquema ao ladorepresenta, em duas situações diferentes, umaestrutura que promove a entrada de ar no interiorda planta.Assinale a alternativa que indica, respectivamente,o nome da célula destacada pelo asterisco e umlocal onde tal estrutura pode ser encontrada em abundância na planta:a) lenticela/folhasd) célula oclusiva/esclerênquimab) pneumatófoto/caules jovense) célula-guarda/folhasc) célula estomática/esclerênquima3 – (PUC-SP)Uma célula epidérmica de raiz normalmente absorve do soloquando:a) sua solução interna é mais concentrada que a do solob) a solução do solo é mais concentrada que sua solução interna capítulo 12 165
  • 164. c) sua solução interna está em isotonia com a solução do solod) está flácida e, portanto, em condições de apresentar plasmólisee) está túrgida e, portanto, em condições de apresentar deplasmólisequestões1 – (UFRJ)O gráfico ao lado mostrao grau de abertura dos estômatos dasfolhas de uma planta ao longo do dia.Com base no gráfico, podemos dizerque a intensidade da fotossíntese émaior na hora mais iluminada do dia?Justifique sua resposta.2 – (FCC-SP) Medindo-se as velo-cidades de crescimento – em função daconcentração de auxinas – de um caulee de uma raiz que mostram, respectiva-mente, fototropismo positivo e negativo,construiu-se o gráfico ao lado:O que os dados fornecidos pelo gráficopermitem concluir sobre a atuação dasauxinas no crescimento da raiz e docaule?3 – (Vunesp-SP) remoção de um anel completo de casca de uma árvore (anel Ade Malpighi) pode provocar sua morte.a) Que tecido é removido dessa experiência?b) Qual a função desse tecido?4 – (Fuvest-SP)Como se explica a condução da seiva bruta?166 capítulo 12
  • 165. c a p í t u l o13 REINO ANIMALIA OU METAZOA– OS ANIMAISZoologia (zoo = animal, logos = estudo) é o ramo da Biologia queestuda todos os seres vivos pertencentes ao Reino Animalia ou Metazoa,suas características em comum, suas diversidades, seus modos de vida. São eucariontes, pluricelulares, heterotróficos e possuem tecidoscorporais bem definidos. Os filos mais expressivos em número de espéciessão:poríferos: esponjascnidários: hidras, medusas, corais, anêmonas-do-marplatelmintos: planária, tênias, esquistossomosnematelmintos: lombrigas, oxiúrosanelídeos: minhocas, sanguessugasartrópodes: insetos, camarões, aranhasmoluscos: caramujos, ostras, lesmas, polvos, mexilhõesequinodermos: estrela-do-mar, ouriços-do-marcordados: anfioxo, tubarão, sapo, aves, homemA seguir vamos estudar cada um desses filos.P ORÍFEROSConhecidos como esponjas, são encontrados em todos os mares,mais raramente na água doce.capítulo 13 167
  • 166. Há esponjas alaranjadas, vermelhas, pardas, azuis...Algumas formam placas delicadas, outras têm forma de cálice, de ga-lhos etc. O tamanho varia entre 1 mm a 2 m.Os poríferos, embora dotados de tecidos, não apresentam órgãos bemdefinidos e por isso são destituídos de sistemas. São organismos imóveiscapazes de movimentar a água ao seu redor.Apresentam uma parede corpórea dotada de poros, por onde a águapenetra até alcançar uma cavidade central, o átrio ou espongiocele. Após afiltração, a água é expelida para o meio externo através de um orifício opostoà base — o ósculo.Internamente, a parede do corpo é revestida pelos coanócitos, célulasflageladas dotadas de um “colarinho”. Elas promovem a filtração da água,capturando microrganismos e partículas alimentares nela presentes. Devidoao flagelo dos coanócitos, os seus movimentos contínuos provocam a circu-lação constante de água no corpo da esponja.Externamente, a parede corpórea é revestida por células epidérmicasachatadas, chamadas pinacócitos. Às vezes, elas se diferenciam em porócitos,células que formam os poros.A região intermediária entre a camada de pinacócitos e a de coanócitosé preenchida pelo mesênquima, estrutura gelatinosa que contém inúmerascélulas livres — amebócitos, uma rede de proteínas denominadasesponginas, e espículas de carbono de cálcio ou sílica, que se prestam àsustentação das partes moles. Os amebócitos contribuem na captura edistribuição dos alimentos.Esquema de um porífero e suas principais células168capítulo 13
  • 167. ReproduçãoBrotamento: formam-se expansões no corpo da esponja-mãe, que sesepara do organismo original, constituindo novos indivíduos. Reprodução assexuada por brotamento das esponjas Na camada gelatinosa há células que constituem os gametas mascu-linos e femininos. Estão esparsas no mesênquima, e as esponjas sãomonóicas ou dióicas.O gameta masculino deixa a camada gelatinosa, passa para o átrio daesponja e é levado pela água ao mundo exterior. Nada livremente até entrarpelos poros de outra esponja, na qual penetra em um coanócito situadoexatamente na base de um ovócito ou célula feminina. Enquanto o coanócito perde o flagelo e o colarinho, o espermatozóidena interior dele perde a cauda. Então o coanócito, játransformado em célula Reprodução sexuada das esponjascomum, se aproxima doovócito, pressiona-o e in-jeta-lhe o espermatozóidesem cauda. O zigoto se desenvolveformando uma larva quedeixa a esponja, auxiliadapor numerosos flagelos quepossui: é a anfiblástula. Nada no meio ambien-te até fixar-se num suportee se desenvolve em umindivíduo adulto.capítulo 13169
  • 168. Outro tipo de multiplicação das esponjas está na regeneração. Frag-mentos de esponjas podem com facilidade formar novas esponjas.C NIDÁRIOS Também conhecidos por celenterados, são os primeiros animais comtecidos completamente diferenciados.São encontrados neste filo: hidras, medusas, corais, anêmonas-do-mar. Alguns são fixos (anêmonas e corais) e outros, livre-natantes (medu-sa). A maioria vive no mar. Os corais são encontrados em colônias.Actínia ou anêmona-do-marMedusaOs integrantes desse grupo são todos predadores, alimentando-sede crustáceos, peixes, larvas de insetos etc.TIPOS BÁSICOSDE CNIDÁRIOSDe acordo com a estrutura, encontramos duas formas distintas:Pólipos: como as anêmonas-do-mar. Seu corpo apresenta duasextremidades: uma é fechada e fixa ao substrato; a outra contém a boca,geralmente circundada por um emaranhado de tentáculos.Medusas: como as águas-vivas. Apresentam o corpo em forma deguarda-chuva; a boca localiza-se na região central da superfície côncava,e os tentáculos pendem das bordas. São móveis, de corpo gelatinoso.ClassesEste filo compreende três classes:Hydrozoa: com pólipos predominantes (Hydra, Obelia, Physalia);170 capítulo 13
  • 169. Scyphozoa: medusas predominantes (Aurelia, Tamoya);Anthozoa: exclusivamente polipóides (Actinia, Corais). Uma característica marcante desse grupo é a presença decnidoblastos. Trata-se de células modificadas, que promovem a defesado animal e constituem a captura de alimentos. O cnidoblasto é dotado deuma cápsula — o nematocisto — que abriga em seu interior um tubofilamentoso enovelado, portador de um líquido urticante. Contém aindaum cílio sensorial que funciona como “gatilho” ao ser estimulado, onematocisto “dispara” o filamento urticante, liberando o veneno no corpoda vítima, causando-lhe queimaduras, paralisia ou, em caso de animaismenores, a morte. Estrutura de um cnidoblastoReprodução No pólipo a reprodução se faz por cissiparidade longitudinal, comoem anêmonas, ou por brotamento, como nas hidras. Neste último caso, surge um broto aproximadamente na metade daaltura do corpo do indivíduo. Esse broto cresce e se desprende, formandoum novo ser. Os pólipos da classe cifozoários sofrem estrobilização, queconsiste na separação de muitos pequenos discos transversais que sedestacam, diferenciando-se em medusas. Nos cnidários, ocorre tambémreprodução sexuada, e os animais podem ter sexos separados ou seremhermafroditas. O desenvolvimento pode ser direto, sem fase de larva, capítulo 13 171
  • 170. como nas hidras, ou indireto com larva ciliada — a plânula. Em muitosocorre alternância de gerações, em que a fase sexuada é representadapela forma medusóide, e a assexuada, pela forma polipóide. A fasedominante pode variar dependendo da espécie. Ciclo de vida sem alternância de gerações em que só existe a fase de pólipo: hidra; reprodução sexuada Ciclo de vida com alternância de gerações; reprodução sexuada da medusa e reprodução assexuada do pólipo172capítulo 13
  • 171. P LATELMINTOSOs platelmintos podem ter vida livre, sendo encontrados na água docee salgada ou em terra úmida. Muitos são parasitas, causando doençasno homem e em outros animais. Entre as espécies de vida livre encontra-se a planária, que vive emrios, lagoas, fontes e locais úmidos. Entre as formas parasitas destacam-se o esquistossomo e a solitária.ClassesTurbellaria: indivíduos de vida livre; corpo simples com epiderme ciliada;sistema digestivo incompleto. Exemplo: planária.Trematoda: indivíduos parasitas; corpo simples; epiderme com cutículaprotetora; sistema digestivo incompleto. Exemplo: Schistosomamansoni.Cestoidea: parasitas; corpo metamerizado; epiderme com cutícula protetora; sistema digestivo ausente. Exemplo: tênias.PlanáriaTêniaEsquistossomocapítulo 13 173
  • 172. Os platelmintos têm o corpo achatado no sentido dorso-ventral. As planárias medem aproximadamente 2 cm. Na cabeça existem olhosque percebem apenas variações de luz do ambiente. A boca está localiza-da ventralmente, no meio do corpo. Pela boca sai um tubo — a faringe —,que serve para capturar os alimentos. As planárias sexualmente adultaspossuem um poro genital próximo à boca. O esquistossomo macho medeaproximadamente 10 mm de comprimento e tem uma cutícula com peque-nos espinhos; a fêmea é um pouco maior e mais fina e tem cutícula lisa. A Taenia solium tem forma achatada, assemelhando-se a uma fita, emedindo de 3 a 9 m de comprimento. As tênias possuem uma cabeça emforma de botão — o escólex —, seguida por grande número de segmen-tos — os proglotes. No escólex há estruturas de fixação — as ventosas —e, às vezes, ganchos. Como se percebe, os platelmintos parasitas apresentam adaptaçõesespeciais a esse tipo de vida. Para garantir a fixação nos hospedeiros elestêm ganchos de quitina e ventosas. Essas são estruturas musculares desucção com forma circular, localizadas preferencialmente na cabeça ou naregião ventral do corpo. Esses animais têm ainda uma cutícula protetorasobre a epiderme.Reprodução São seres dotados de grande capacidade regenerativa, sendo mesmopossível obter indivíduos complexos ao cortar-se transversalmente umplatelminto em dois ou mais pedaços. Os platelmintos são geralmente hermafroditas e possuem um sistemareprodutor complexo. A fecundação é normalmente cruzada: há cópula. O desenvolvimento é direto, sem larvas, nas espécies de vida livre, eindireto, com larvas, nos parasitas. No Schistossoma, macho e fêmea são morfologicamente (sexos)diferentes. O macho exibe um canal longitudinal ginecófaro, que aloja a fêmeapor ocasião da cópula.As larvas do esquistossomo são livres, ciliadas e correspondem a for-mas infestantes, podendo penetrar na pele de hospedeiros como o caramujoe o homem.174capítulo 13
  • 173. As tênias são hermafroditas e assim podem autofencundar-se, origi-nando a formação de anéis ou proglotes grávidos, que contêm os ovosfecundados.Cada ovo contém um embrião que se desenvolverá em larva.Sistema reprodutor da planária; inclui tanto os órgãosfemininos como os masculinosReprodução assexuada Reprodução sexuadaP L AT E L M I N TO S PA R A S I TA S DO HOMEMCiclo da doença e as principais medidas profiláticas.TeníaseTaenia solium e Taenia saginata — vermes conhecidos como solitáriassão responsáveis pela doença teníase. O homem é o hospedeiro definitivo do verme, e os hospedeiros inter-mediários são: o boi da Taenia saginata e o porco da Taenia solium.Pode ocorrer de o homem ingerir ovos de tênias pela água, por ali-mentos contaminados, e pode ocorrer a auto-infestação (proglotes grávidosrompem-se ainda no intestino, liberando os ovos, que podem atravessaras paredes do intestino e ganhar a corrente sanguínea). capítulo 13 175
  • 174. Ciclo da Teníase1 A fixação da tênia no intestino ocorre pelo escólex.2 Proglotes maduros, contendo testículos e ovários, reproduzem-se entre si eoriginam proglotes grávidos, cheios de ovos.3 Proglotes grávidos desprendem-se unidos em grupos de 2 a 6 e são liberadosdurante ou após as evacuações. No solo, rompem-se e liberam ovos. Cada ovo éesférico, mede cerca de 30 μm de diâmetro, possui 6 pequenos ganchos e éconhecido como oncosfera. Levados pelo vento, espalham-se pelo meio e podemser ingeridos pelo hospedeiro intermediário.4 No intestino do animal, os ovos penetram no revestimento intestinal e caem nosangue. Atingem principalmente a musculatura sublingual, diafragma, cérebro ecoração. Cada ovo se transforma em uma larva, uma tênia em miniatura, chamadacisticerco, cujo tamanho lembra o de um pequeno grão de milho. Essa larvacontém escólex e um curto pescoço invertido, tudo envolto por uma vesículaprotetora, formando um cisto.5 Ao se alimentar de carnes cruas ou malpassadas, o homem pode ingerircisticercos. No intestino, a larva se liberta, fixa o escólex, cresce e origina a tênia. Nessa situação o homem torna-se o hospedeiro intermediário doscisticercos, que através da corrente sanguínea podem ser levados paraas mais diversas localidades do corpo, inclusive o cérebro. Aí podem en-tupir vasos sanguíneos de calibre muito fino, provocando convulsões, dis-túrbios psíquicos, paralisias e outros males. A cisticercose ocorre normal-mente com ovos da Taenia solium.176capítulo 13
  • 175. Medidas profiláticas- Lavar as mãos antes de tocar nos alimentos e após evacuação;- Não levar as mãos sujas à boca;- Cozinhar bem os alimentos, não ingerir carnes cruas ou mal cozidas;- Utilizar privadas ligadas à rede de esgoto ou fossas adequadas;- Controle das carnes que são vendidas em açougues ou matadouros. EsquistossomoseO verme Schistosoma mansoni causa no homem a esquistossomose oubarriga d’água.Esse verme trematódeo parasita as veias do intestino, afetando o fígadoe as vias urinárias.O homem é o hospedeiro definitivo do Schistosoma mansoni, pois éno seu organismo que ocorre a reprodução sexuada, com a formaçãode ovos.O hospedeiro intermediário é o caramujo do gênero Biomphalaria. Ciclo da esquistossomose ou barriga d’água1 – O homem, infectado, elimina ovos com as fezes.2 – Os ovos, ao atingir a água, desenvolvem-se em larvas ciliadas, deno-minadas miracídios.3 – O miracídio penetra em seu hospedeiro intermediário, o caramujo dogrupo dos planorbídeos. No corpo do caramujo, os miracídios se re-produzem assexuadamente, desenvolvendo a larva cercária. capítulo 13 177
  • 176. OBS: Um único miracídio pode originar cerca de 3 000 cercárias.4 – As cercárias abandonam o caramujo e nadam livremente.5 – Se uma pessoa estiver andando ou nadando na água, a cercáriapenetra pela pele, provocando coceira no local.6 – No corpo do homem, as cercárias atingem as veias do mesentério dointestino, transformando-se em vermes adultos, que copulam,reiniciando o ciclo.Medidas profiláticas- Eliminação do caramujo transmissor;- Construção de fossas e rede de esgotos (saneamento básico);- Não nadar ou lavar roupas em lagoas, açudes, represas, rios contami-nados;- Tratamento das pessoas doentes.Fasciola hepáticaÉ um parasita dos canais biliares de carneiros, bovinos, caprinose outros animais silvestres que vivem em regiões úmidas, alagadas ousujeitas a inundações. Ocasionalmente pode parasitar o homem. É um tremátodo, cujosovos são eliminados nas fezes. Caindo na água, os ovos desenvol-vem-se em larvas — os miracídios —, que nadam à procura de umcaramujo da espécie Lymnea viatrix. No interior do caramujo, o mi-racídio se transformaCiclo da fasciola hepáticaem outra fase larval —a cercária —, quenormalmente fica ade-rida às vegetaçõespróximas da água.Os animais po-dem infectar-se pelaingestão de água ouvegetais existentesàs margens de lagos,represas e rios conta-minados.178 capítulo 13
  • 177. Medidas profiláticas- Combate ao caramujo;- Saneamento básico (construção de fossas e rede de esgotos);- Não nadar ou lavar roupas em águas contaminadas;- Tomar água filtrada ou fervida;- Tratamento de pessoas doentes.N EMATELMINTOS Os nematelmintos podem ter vida livre ou ser parasitas. Os de vidalivre podem ser encontrados na água, no solo, no barro, na areia daspraias, no fundo de lagos e rios, nos picos de montanhas e até em marespolares. As espécies parasitas vivem no organismos de outros seres. Nohomem, vivem no intestino. No cavalo, habitam o intestino e o estômago.No carneiro, instalam-se nas vias respiratórias, no estômago e ainda nointestino. Nas plantas, existem parasitas de raízes, folhas, frutos e de ou-tras partes do organismo vegetal, que prejudicam seu desenvolvimento.O representante mais conhecido é a lombriga (Ascaris lumbricoides),mas há ainda outros representantes, dentre os quais destacamos os ver-mes parasitas: Ancylostoma duodenalis, Necator americanus, Oxyurusvermicularis, Wuchereria bancrofti.Os nematelmintos são vermes dotados de corpo cilíndrico e alonga-do, não segmentado e afilado nas extremidades. Apresentam uma sime-tria bilateral. Seu tamanho varia bastante; algumas espécies são micros-cópicas, chegando outras a mais de 1 m de comprimento. Entre os nematóides que podem parasitar os seres humanos, desta-cam-se: Ascaris lumbricoides, cujas fêmeas adultas, com cerca de 25 cm decomprimento, são maiores que os machos, com cerca de 15 cm. É o causa-dor da doença ascaridíase. A fêmea possui as extremidades do corpoafiladas; no macho, a extremidade posterior do corpo é recurvada e nela seobservam duas formações pontiagudas — as espículas copuladoras.Ancylostoma duodenalis, que têm cerca de 1 cm de comprimento eé o causador da doença “amarelão”. Necator americanus, mede cerca de 15 mm de comprimento e cau-sa também o “amarelão”. capítulo 13179
  • 178. Oxyurus vermicularis, mede aproximadamente 0,5 cm de compri-mento e é o verme responsável pela oxiurose.Wuchereria bancrofti, com cerca de 7 cm de comprimento, é o cau-sador da filariose ou elefantíase.ReproduçãoÉ comum o dimorfismo sexual, isto é, machos e fêmeas apresentamformas diferente. A reprodução é sempre sexuada. A fecundação é interna e o desen-volvimento pode ser direto (sem larva) ou indireto (com fase larvária). Osovos da fêmea são muito resistentes às diversidades ambientais. Nas espécies parasitas há vários tipos de larvas desprovidas de cílios.Em Ascaris, uma única fêmea fecundada pode efetuar a postura de 200mil ovos por dia, durante algumas semanas. Nos nematódeos — parasitas in-testinais —, os ovos são eliminadoscom as fezes dos hospedeiros e con-taminam o ambiente.Contágio: Penetração de larvasinfestantes através da pele (pés emãos). Ciclo de vida: 1 – Penetração dapele por larvas infestantes. 2 – Migra-ção para os pulmões e deglutição.3 – Localização no intestino delgado.4 – Eliminação de ovos não infestantes(a); eclosão, com libertação de larvasrabditóides (b); larvas filarióides (c): lar-vas filarióides infestantes (d).Profilaxia: Uso de calçados. Em-prego de medidas sanitárias que im-peçam a deposição de matéria fecalno solo. Tratamento em massa dasCiclo da ancilostomíase coletividades infestadas.180capítulo 13
  • 179. Medidas profiláticas: Uso de calçados. Saneamento básico (cons-trução de fossas e rede de esgoto).AscaridíaseDoença causada pelo Ascaris lumbricoides, mais conhecido comolombriga.Ciclo da ascaridíase Ciclo de vida: 1 – Ingestão de ovos infestantes. 2 – Libertação daslarvas no intestino. 3 – Passagem pelo fígado. 4 – Migração para os pul-mões. 5 – Deglutição. 6 – Localização definitiva no intestino delgado. Có-pula e fecundação. 7 – Após 40-60 dias eliminação de ovos não infestantes.8 – Depois de 7-14 dias, transformação em ovos infestantes.Contágio: Ingestão de água e vegetais contaminados. Poeira.capítulo 13 181
  • 180. Medidas profiláticas: Lavar cuidadosamente os frutos e verduras.Ingerir água fervida ou filtrada. Cozinhar bem os alimentos. Saneamentobásico (construção de fossas e rede de esgotos).Filariose ou elefantíase Doença causada pelo verme Wuchereria bancrofti, que, quando adulto,aloja-se nos vasos linfáticos, obstruindo-os, dificultando o escoamento dalinfa e ocasionando um acúmulo da linfa no órgão atingido. O verme, quan-do em fase larval, necessita do mosquito hematófago do gênero Culex,no qual completa seu desenvolvimento.Medidas profiláticas: Extermínio do mosquito Culex. Drenar águasparadas. Ciclo de vida de Wuchereria bancroftiA NELÍDEOS A maioria é de vida livre, habitando o solo úmido, a água doce ou oambiente marinho. Há poucas espécies parasitas.Os mais populares são a minhoca e a sanguessuga; outros habitamo interior de tubos calcários ou enterrados na areia.182capítulo 13
  • 181. As três classes em que se dividem os anelídeos são determinadas deacordo com a presença ou não de cerdas.Poliquetas – muitas cerdas. Maioria marinhos, dióicos de fecundaçãoexterna e desenvolvimento indireto, com larva ciliada (trocófora). Exem-plo: nereide.Oligoquetas – poucas cerdas. São terrestres e dulcícolas, monóicos defecundação cruzada e externa e desenvolvimento direto. Exemplo: minhoca.Hirudíneos – sem cerdas. São terrestres ou aquáticos, monóicos de de-senvolvimento direto. Exemplo: sanguessuga.Os anelídeos são vermes de corpo alongado, cilíndrico e dividido emanéis, também chamados segmentos ou metâmeros.MinhocaNereideSanguessugaA metameria apresenta-se tanto externa como internamente, uma vezque cada anel abriga diversos órgãos individualizados que se repetem(nervos, estruturas musculares, unidades excretoras etc.).capítulo 13 183
  • 182. O corpo é revestido de um tecido epitelial simples, que secreta umacutícula delicada, protegendo o organismo contra a desidratação.Nos oligoquetos há fileiras de cerdas de quitina dispostas ao longoda região ventral do corpo. Nos poliquetos há feixes de cerdas apenasnos parapódios.Nos anelídeos há células táteis, foto e quimiorreceptoras dispersasno epitélio. Os poliquetos têm olhos desenvolvidos.No passado, as sanguessugas, representantes dos hirudíneos, fo-ram largamente empregadas como instrumento para sangrias. A secre-ção produzida em suas glândulas salivares é uma substância de interes-se farmacológico. As sanguessugas têm duas ventosas: uma anterior eoutra posterior. No centro da ventosa fica a boca, com três lâminas cor-tantes para a perfuração da pele dos animais hospedeiros.ReproduçãoMuitas espécies de anelídeos possuem uma estrutura denominadaclitelo. Este produz um casulo, dentro do qual são eliminados os óvulosmaduros. O casulo então desliga-se do clitelo e desloca-se para a extre-midade anterior da minhoca; ali, recebendo espermatozóide de outra,ocorre a fecundação dos óvulos. Assim, apesar de hermafrodita, a minho-ca realiza fecundação cruzada. Após a fecundação, o casulo separa-sedo corpo. Em seu interior, os óvulos fecundados se desenvolvem e origi-nam minhocas jovens sem estágio larval, o que caracteriza o que se cha-ma de desenvolvimento direto.A minhoca “A” passa seus espermatozóides para a minhoca “B” e tambémrecebe espermatozóides dela. O resultado é que tanto a minhoca “A” como aminhoca “B” ficam “grávidas”.184capítulo 13
  • 183. A RTRÓPODES O filo dos artrópodes ultrapassa todos os outros grupos de animais noque diz respeito à distribuição ecológica e ao número de espécies (mais de800 mil), existindo em todos os ambientes – aquáticos, terrestres e aéreos. O grupo sempre teve uma enorme importância para o homem. Muitasespécies parasitam animais domésticos, vegetais cultivados, ou ainda sãotransmissores de parasitas ao homem. Por outro lado, alguns são de gran-de interesse alimentar, como camarões e lagostas. Nos mares, osmicrocrustáceos representam a maior biomassa de consumidores deprimeira ordem, isto é, nutrem-se de algas microscópicas, porém servemde alimento a pequenos peixes; são então um importantíssimo elo dascadeias alimentares marinhas. O corpo dos artrópodes é revestido externamente por uma armadura– o esqueleto externo ou exoesqueleto. Seu principal constituinte é aquitina, um polissacarídeo que forma uma camada resistente e flexível. Essa substância, além de conferir proteção mecânica, é também efi-ciente defesa contra a desidratação nos animais terrestres. Em muitosartrópodes, especialmente nos crustáceos, a camada de quitina é impreg-nada por sais como fosfato de cálcio e carbonato de cálcio. Umexoesqueleto tem o inconveniente de limitar tanto a movimentação doanimal quanto seu crescimento. No entanto, o esqueleto dos apêndices(como as patas, por exemplo) é dividido em várias seções articuladas,isto é, as várias partes de cada pata estão ligadas uma à outra por meiode membranas flexíveis, que permitem seu movimento. O problema do crescimento foi resolvido pelos artrópodes da seguinteforma: periodicamente eles sofrem o fenômeno da muda, ou ecdise. Nessa fase, o esqueleto é erodido por enzimas enquanto, simulta-neamente, há formação de novas camadas. Na maioria dos artrópodes o esqueleto velho se rompe lon-gitudinalmente no dorso ou nos lados do corpo, sendo abandonado peloanimal. No início, a nova “casca” é relativamente mole e permite que o animalcresça. Enquanto ela não endurece, o artrópode fica relativamente des-protegido.capítulo 13185
  • 184. Compare a curva descontínua de crescimento dos artrópodescom a curva contínua de crescimento dos outros animais.Nos artrópodes o crescimento ocorre logo após a muda.Os artrópodes estão distribuídos em cinco classes principais:- insetos- crustáceos- aracnídeos- quilópodes- diplópodesINSETOSEm função de uma espantosa capacidade adaptativa e reprodutiva,eles ocupam todos os ambientes, exceto os mares.São ainda os únicos invertebrados voadores. Apresentam o corpo dividido em três regiões: cabeça, tórax e abdome.Cada uma dessas regiões originou-se da fusão de alguns segmentos. Na cabeça há duas antenas, de várias formas, onde se distribuemos órgãos sensoriais. No tórax, há três pares de patas. É também notórax que ficam inseridas as asas; em alguns insetos existe um par deasas; em outros, dois pares.O tipo de aparelho bucal é de importância taxonômica e indica o tipode nutrição do animal.Ele pode ser mastigador (gafanhotos), picador (mosquitos), lambedor(abelhas) e sugador (borboletas).Dependendo do seu aspecto e consistência, as asas podem ser186capítulo 13
  • 185. membranosas (finas e transparentes), pergamináceas (finas e opacas,flexíveis e coloridas), élitros (espessas, opacas, e pigmentadas), hemi-élitros (espessas na base e membranosas na extremidade).No abdome não há asas ou patas, mas na região terminal pode apa-recer, bem desenvolvido, o ovopositor (para postura de ovos).Esquema do corpo de um insetoReproduçãoA reprodução é sexuada. È comum o dimorfismo sexual. A fecunda-ção é interna. Nas fêmeas há um ovopositor especialmente desenvolvidonos ortópteros (gafanhotos) e himenópteros (vespas, abelhas); nestes úl-timos este órgão está modificado em ferrão inoculador de veneno. O de-senvolvimento é direto ou indireto, e neste caso há metamorfose. Pode-mos definir três tipos de desenvolvimento, que são critérios importantesusados na classificação:- Ametábolos – insetos sem larvas; portanto não sofrem metamorfose;- Hemimetábolos – com metamorfose parcial, pois o inseto jovem já ésemelhante ao adulto;- Holometábolos – com metamorfose total. Há as seguintes fases devida: ovo, larva, pupa e imago (adulto). Nos lepidópteros (borboletas emariposas), essas fases recebem nomes especiais: ovo, lagarta, crisálidae adulto.capítulo 13 187
  • 186. CRUSTÁCEOSO nome do grupo vem de “crosta”, pois o exoesqueleto é normalmen-te muito duro, com forte impregnação calcária. São animais pre-dominantemente aquáticos, marinhos e dulcícolas. Podem viver tambémna areia das faixas litorâneas, como os caranguejos, e em terra úmida,como os tatuzinhos de jardim. Algumas espécies, como as cracas e natifas,ficam presas às rochas, podendo suportar longos períodos de exposiçãoBionotíciasExemplo de sociedade organizadaA sociedade humana está carecendo de um modelo de democracia, e as formigas são um exemplo. “Entre as formigas, ninguém manda em ninguém”, afirma a entomologista Deborah Gordon, autora do recém-lançado livro Ants at Work (Formigas trabalhando), ainda inédito no Brasil, no qual procura desmentir a idéia corrente de que a sociedade desses insetos é um tipo de monarquia absolutista. A rainha, por exemplo, só leva o título, pois trabalha mais do que manda. Passa a vida presa num quarto escuro do formigueiro pondo ovos sem parar. É claro que tem algumas mordomias – está sempre cercada por uma escolta de soldadas vigilantes e as operárias nunca deixam que lhe falte comida, mas isso é para compensar a vida miserável que leva. A rainha não dá ordens para ninguém, cada formiga sabe o que tem de fazer pelo bem da comunidade, sem precisar de um chefe. Existem as operárias – especializadas em buscar comida. Quando uma delas sobe numa folha, usa a mandíbula, que mais parece uma tesoura, para picotar o vegetal. Em segui- da, suas patas ágeis seguram com força o pedaço da folha e o guarda numa bolsinha na barriga, chamada gáster, que lembra a dos cangurus. Com a mes- ma tesoura, ela pega outra folha e a coloca nas costas, para aproveitar a viagem. E corre para a fila de volta para casa. Para não se perderem no caminho, as operárias esfregam a barriga no chão, deixando um rastro com o cheiro da colônia a que pertencem. Formi- gas não falam, mas os feromônios, que são as substâncias que carregam odo- res, substituem com eficiência as palavras. No caminho para o formigueiro, a operária pára na frente de outra formiga. As duas esfregam suas sensíveis188capítulo 13
  • 187. anteninhas e, pelo cheiro, percebem que são da mesma colônia. Dentro do formigueiro, logo abaixo do nível do solo, há uma multidão de formigas, todas funcionárias dedicadas. Algumas passam o dia lambendo e manipulan- do, com as patinhas, as larvas das futuras formiguinhas que vão nascer. Tam- bém são operárias, mas trabalham como babás, zelando pela vida das futuras formiguinhasA organização é grande, vários tipos de formigas trabalham, cada uma fazendo o que sabe sem ambicionar uma promoção ou invejar o emprego alheio. Há, por exemplo, as faxineiras e as que se dedicam ao trabalho buro- crático de organizar estoques de comida. Há algumas ainda mais especializadas: passam a vida a quebrar sementes ou a cavar túneis.Um exemplo de formiga é a minúscula “lavapé”. Medindo apenas 2 milímetros, está entre as mais bem-sucedidas do mundo. Uma das razões de tanto sucesso é a implacável estratégia militar das lavapés. Elas invadem as colônias inimigas e vão espirrando ácido fórmico nos olhos das inimigas, um veneno que já matou muita gente de alergia. Quando encontram a rainha, seguram-na com a boca e cravam o ferrão no abdome, pela lateral da carca- ça. Vencida a batalha, as soldadas copiam o cheiro da rainha morta e, em pouco tempo, são aceitas pelas formigas órfãs. Os biólogos chamam as colônias conquistadas de “escravas”.Enfim, temos muito o que aprender com as formigas, não só no que se refere ao trabalho em equipe, mas também em termos de técnicas agrícolas, distribuição da comida, sistema político e cuidados ambientais. Quem sabe, com a ajuda delas, não possamos nos tornar mais civilizados?ao ar. Outras vivem enterradas na areia das praias (tatuís) ou na lamados mangues (caranguejo maria-mulata). Há também representantes pa-rasitas como Sacculina, que formam uma espécie de bolsa nas víscerasdos caranguejos. Uma grande diversidade de formas e tamanhos incluias muitas espécies microscópicas que compõem o zooplâncton marinho.Nos crustáceos, há fusão da cabeça com o tórax, constituindo ocefalotórax. Na região anterior do cefalotórax, ficam a boca, dois olhos edois pares de antenas.Nos segmentos dos crustáceos há pares de apêndices ou extremi-dades articuladas. capítulo 13 189
  • 188. Camarão-rosaReprodução Os crustáceos são de sexos separados, e o desenvolvimento é indireto.Há muitas larvas.ARACNÍDEOS Este grupo compõe-se de indivíduos na maioria terrestres, vivendosob pedras, troncos ou buracos no solo. Estão incluídas nele todas asespécies de aranhas, escorpiões e ácaros, como os carrapatos. Há espé-cies carnívoras, ectoparasitas e hematófagas. Na ordem ácaros, além dos carrapatos, incluem-se também peque-nos parasitas dos folículos pilosos (Demodex folliculorum) ou escavadoresda pele, como o causador da sarna (Sarcoptes scabiei). Como os crustáceos, apresentam cefalotórax, mas não possuemantenas. O primeiro par de apêndices articulados são as quelíceas, que assu-mem várias formas. O segundo par são os pedipalpos. Os quatro pares seguintes são as patas. O abdome nunca apresentaapêndices. Nas aranhas, o abdome tem ventralmente as aberturas das filotraquéiase o poro genital. Posteriormente ficam o ânus e as fiandeiras, que tecem os filos da teia. Nos escorpiões existe um pós-abdome, cujo o último artículo éinoculador de veneno.190capítulo 13
  • 189. Nos ácaros, não há uma nítida separação entre cefalotórax e abdome.AranhaEscorpiãoReprodução São animais de sexos separados. Há dimorfismo sexual e fecunda-ção interna. São ovíparos e vivíparos (escorpiões), e o desenvolvimento édireto. Há partenogênese em alguns ácaros (carrapatos). Nos ácaros hálarvas com três pares de patas.QUILÓPODES E DIPLÓPODES Essas duas classes, com cerca de 11 mil espécies, eram agrupadas soba denominação de miriápodes (inúmeros pés), de corpo alongado e, como onome indica, com inúmeros pares de patas. São animais terrestres, de hábi-tos diurnos ou noturnos, vivendo sob pedras, trancos podres e folhagem. Os diplópodes não produzem veneno; são popularmente chamadosmil-pés, piolho-de-cobra, embuás e gongolos. Os quilópodes, inoculadoresde veneno, são as centopéias e lacraias, que podem atacar até pequenosroedores (camundongos), lagartixas, aves nos ninhos e outros artrópodes.As menores espécies, alguns piolhos-de-cobra, têm apenas alguns milíme-tros de comprimento, e as maiores, como certas lacraias, chegam a 25 cm.Lacraia quilópodecapítulo 13 191
  • 190. ReproduçãoSão animais de sexos separados, de fecundação interna e ovíparos.O desenvolvimento é direto. Não há larva.Principais diferenças entre:Diplópodes Quilópodes- herbívoros- carnívoros- movimentos lentos - movimentos rápidos- enrolam-se em espiral- não se enrolam- dois pares de patas por segmento - um par de patas por segmento- um par de antenas curtas - um par de antenas longasM OLUSCOSOs moluscos vivem nos diversos ambientes. Há espécies em terraúmida, como os caracóis e as lesmas, e outras na água doce e no mar.As espécies marinhas podem viver presas às rochas — como é ocaso dos mexilhões (mariscos) e ostras —, se arrastar sobre a areia —como os caramujos —, nadar livremente — como os polvos e lulas —, ouainda flutuar em belas conchas — como o Nautilus.Moluscos são dotados de corpo viscoso, mole e não-segmentado,envolvido por uma concha calcária e constituído de três partes: cabeça,pé e massa visceral.São classificados em cinco classes:Amphineura – seres marinhos, corpo dotado de placas calcáriasprotetoras. Exemplo: quíton.Scaphopoda – seres marinhos, corpo dotado de uma concha tubularprotetora. Exemplo: dentálios. Gastropoda – indivíduos marinhos, dulcícolas ou terrestres: conchasunivalvas ou ausentes; pé achatado e cabeça com dois pares de tentácu-los. Exemplos: caramujos, caracóis, lesmas.Pelecypoda – animais marinhos ou dulcícolas: concha bivalva, únicaclasse sem rádula; brânquias para a respiração e captura de alimentos;cabeça pequena. Exemplos: ostras, mariscos.192capítulo 13
  • 191. Cephalopoda – marinhos; corpo sem conchas externas; cabeça vo-lumosa e pés como tentáculos. Exemplos: polvos e lulas. quíton dentálioabertura posterior da concha concha o caracol é univalve bocapéBionotíciasDinossauros: ágeis como os pássaros Novas descobertas indicam que os dinossauros eram muito parecidos com ospássaros. Paleontólogos revelaram a descoberta no estado americano de Montanade um fóssil de bambiraptor, um carnívoro do tamanho de uma galinha. Obambiraptor era da família dos deinonicossauros, os bípedes carnívoros da ordemdos terópodes que originaram as aves. Outra espécie da mesma família é a dostroodontes, que se destacava pelo cérebro desenvolvido e pela agilidade de pássa-ro. As evidências sugerem que os lagartões – que viraram superestrelas do filmeDinossauro, da Disney – tinham a agilidade das aves, cuidavam dos filhotes comoelas e chocavam ovos. Só faltava mesmo piar. capítulo 13193
  • 192. lesma: gastrópode náutico cefalópodesem conchamexilhão (aberto) um molusco bivalvepolvoReproduçãoOs moluscos podem ser de sexos separados ou hermafroditas. Emqualquer caso, a reprodução é sempre sexuada e cruzada.Os moluscos são normalmente ovíparos. Seu desenvolvimento pode ser direto ou indireto, havendo uma larvaciliada, véliger.194 capítulo 13
  • 193. EQUINODERMOSSão animais exclusivamente marinhos. Possuem um esqueleto inter-no de placas calcárias, às quais se associam espinhos fixos ou móveis.Classes Equinóide – corpo esférico, com espinhos grandes e móveis, ou achata-do, com espinhos curtos e finos. Exemplo: ouriço-do-mar; bolachas-do-mar. Asteróide – corpo estrelado, com cinco ou mais braços; espinhospequenos e fixos. Exemplo: estrela-do-mar. Crinóide – corpo estrelado, com braços ramificados, sem espinhos.Exemplo: lírios-do-mar.Holoturóide – indivíduos com corpo cilíndrico e sem espinhos; au-sência de braços. Exemplo: pepinos-do-mar.Ofiuróide – corpo estrelado, com Serpente-do-mardisco central bem delimitado; espinhoscurtos ou longos situados nos braços.Exemplo: serpentes-do-mar. Lírios-do-mar Ouriço-do-mar Pepino-do-mar Estrela-do-marcapítulo 13 195
  • 194. Reprodução São animais de sexos separados, de fecundação externa e desen-volvimento indireto, com vários tipos de larvas ciliadas planctônicas.C ORDADOSOs cordados – filo Chordata – constituem um grupo zoológico bas-tante heterogêneo, abrangendo animais adaptados para a vida na águadoce e salgada, na terra e no ar.São divididos em: Protocordados – os cordados mais primitivos, destituídos de colunavertebral e caixa craniana; Eucordados ou vertebrados – os mais evoluídos, pois, além de do-tados de coluna vertebral, têm crânio com encéfalo.As características diferenciais e exclusivas, que permitem oenquadramento de um animal no grupo dos cordados, e que estão pre-sentes pelo menos nos primeiros estágios de desenvolvimento, são anotocorda, as fendas branquiais e o tubo nervoso dorsal. Notocorda ou corda dorsal: A notocorda consiste num bastão fibrosoque confere sustentação ao corpo. Nos vertebrados ou eucordados, anotocorda é substituída pela espinha dorsal ou coluna vertebral. Fendas branquiais: São pequenos orifícios encontrados na faringee que se prestam à filtração de alimentos ou à respiração. As fendaspermanecem nos protocordados e nos peixes adultos. Nos outros gru-pos, as fendas branquiais estão presentes apenas nos embriões, fe-chando-se no de-correr do desenvol- Características básicas dos cordadosvimento do animal. Tubo nervosodorsal: O sistemanervoso ocupa posi-ção dorsal e apre-senta-se como umtubo nervoso longi-tudinal e único.196 capítulo 13
  • 195. O filo divide-se em quatro subfilos:Hemichordata;Urochordata ou Tunicata;Cephalochordata;Euchordata ou Vertebrada.Os três primeiros subfilos correspondem aos cordados primitivos e,portanto, são considerados integrantes do grupo Protochordata.Os eucordados dividem-se em dois grupos:Agnatha: apresenta uma única classe: CyclostomataGnathostomata: apresenta duas superclasses: Pisces , que compreende a classe Chondrichthyes ou peixescartilaginosos, e a classe Osteichthyes ou peixes ósseos.Ostetrápodos, que compreende as classes Amphibia, Reptilia, Avese Mammalia, todos os animais portadores de dois pares de membros; nasaves, os membros anteriores são transformados em asas.P ROTOCORDADOS – C ORDADOSINVERTEBRADOS Constituindo um grupo de pequenosanimais exclusivamente marinhos, osprotocordados são considerados um elode ligação entre os invertebrados e osvertebrados.Esses pequenos animais têm certas ca-racterísticas que permitem estabelecerdiferenças entre eles e os vertebrados:- não apresentam crânio;- não têm encéfalo;- são destituídos de coluna vertebral.Hemichordata – corpo cilíndrico (vermi-forme); notocorda atípica, reduzida a umpequeno segmento anterior; larva ciliada(vida livre) chamada tornária; sanguesem pigmento respiratório. Exemplo:Hemicordado (Balanoglossus)Balanoglossus gigas. capítulo 13197
  • 196. Urochordata – corpo saculiforme; notocorda presente somente na faselarvar e reduzida à região caudal; sangue verde; presença de átomos devanádio no pigmento respiratório. Exemplo: Ascídia A estrutura da ascídiaáguagânglio nervososifão inalanteágua sifão exalanteendóstiloátriofendasbranquiais ovidutotúnicacanal espermáticocoração intestinoglândula digestivaováriotestículo estômagoCephalochordata – corpo achatado bilateralmente; notocorda bem de-senvolvida da cauda até a cabeça; sangue incolor. Exemplo: Branchios-toma lanceolatus (anfioxo).Anfioxo – vista interna198 capítulo 13
  • 197. EUCORDADOS –CORDADOSVERTEBRADOSA presença de espinha dorsal ou coluna vertebral é a característi-ca distintiva dos eucordados. Além disso, os animais vertebrados pos-suem um esqueleto dotado de caixa craniana que envolve e protege oencéfalo, o esqueleto pode ser cartilaginoso ou ósseo, dependendo daespécie; a pele tem epiderme pluriestratificada; a circulação sanguí-nea é fechada, sempre com um coração dotado de duas ou mais cavi-dades; a excreção se efetua por rins.A G N AT H A Classe Ciclostomados – tem dois representantes típicos: alampréia e a feiticeira. São destituídos de mandíbulas (Agnatas) e de vértebras típicas; acaixa craniana e as vértebras são cartilaginosas. Têm corpo alongadoe cilíndrico, sem escamas; a boca, dotada de dentes córneos, é circu-lar, adaptada à sucção e situada na região ventral e anterior do corpo.Apresentam respiração branquial, possuindo de seis a 14 pares debrânquias. Possuem dez pares de nervos cranianos.São animais parasitas: as lampréias são ectoparasitas; as feiticei-ras são endoparasitas.As lampréias fixam-se às suas vítimas por meio de ventosas e ras-pam-lhes a pele com os dentes e a língua; então, sugam-lhes os teci-dos juntamente com o sangue, causando-lhes a morte. As feiticeiraspenetram no interior dos peixes através de brânquias e destroem prin-cipalmente os músculos da vítima. boca com dentes córneos língua com dentes córneos avista frontal da boca da lampréiablíngua e boca da lampréia (a); lampréia parasitando um peixe (b). capítulo 13 199
  • 198. PEIXES Os peixes compreendem duas grandes classes:- Chondrichthyes – peixes cartilaginosos ou elasmobrânquios;- Osteichthyes – peixes ósseos ou teleósteos. Apresentam mandíbulas; são pecilotermos, o que significa que a tempe-ratura do corpo varia de acordo com as variações da temperatura do meio,uma vez que esses animais são destituídos de um sistema termorreguladoreficiente. Apresentam respiração branquial. As brânquias são filamentos delica-dos, providos de vasos que recolhem o oxigênio dissolvido na água. Nos peixes ósseos, as brânquias são protegidas por uma placa situadaatrás dos olhos, chamada opérculo. Nos peixes cartilaginosos, não há opérculo,sendo as brânquias descobertas. A linha lateral é uma estrutura presente nos dois lados do corpo de pei-xes ósseos e cartilaginosos, e tem função sensorial: permite a percepção devibrações e de pressões do meio. Nos peixes ósseos, existe um saco armazenador de gases, com posi-ção dorsal, chamado bexiga natatória. Essa estrutura, ausente nos peixes cartilaginosos, tem função hidrostá-tica, isto é, promove o ajustamento do peso específico do animal ao pesoda água. Assim, a bexiga de peixes ósseos atua como uma bóia: aumentade volume, facilitando a flutuação, quando o peixe sobe, e diminui devolume quando o peixe desce. As variações de volume que ocorrem na bexiga natatória devem-se àpresença de uma glândula de gás, situada na parede da bexiga: para enchera bexiga, a glândula mobiliza gases do sangue; para esvaziá-la, os gaseseliminados para o sangue.ANFÍBIOSEsses animais, que surgem a partir de peixes pulmonares, compreendematualmente os sapos, as cobras-cegas, as pererecas, as salamandras etc.Apresentam pele úmida, intensamente vascularizada e pobre em queratina,uma proteína impermeabilizante. A carência de queratina determina a presen-ça de uma camada córnea (camada externa e morta de pele) reduzida, o queacarreta a baixa capacidade de defesa contra a desidratação.Por isso, esses animais geralmente não suportam climas extremos, vi-vendo restritos a ambientes úmidos e sombrios.São pecilotermos, isto é, apresentam temperatura corpórea variável deacordo com as oscilações térmicas do ambiente.200capítulo 13
  • 199. A respiração das larvas é diferente da respiração do indivíduo adulto.As larvas respiram por meio de brânquias. Nas formas adultas a respiraçãoocorre de duas maneiras: por meio de pulmões rudimentares, dotados depequena superfície, e através da pele. Essa respiração cutânea compensa a baixa superfície pulmonar, garan-tindo um suprimento adequado de oxigênio para o animal.A fecundação é geralmente externa e o desenvolvimento é direto. Osovos não têm casca protetora e acham-se envoltos por cápsulas gelatinosas. Nos sapos e nas rãs, as larvas originadas do cruzamento são chamadasgirinos. Dotados de cauda e brânquias, os girinos sofrem metamorfose e vão setransformando em adultos com patas e pulmões.As etapas da reprodução com metamorfose de um sapoClassificação: Há três ordens em que se dividem os anfíbios: Ápoda – corpo alongado, cilíndrico e liso, com patas atrofiadas. Exem-plo: cobra-cega.Urodela – corpo dotado de cauda e quatro patas. Exemplo:salamandra, proteus. Anura – quatro patas e corpo cilíndrico desprovido de cauda. Exem-plo: sapo, rã.capítulo 13 201
  • 200. Cobra-cega, um ápodePerereca, um anfíbio anuro Salamandra, um anfíbio urodeloRÉPTEIS Os répteis constituem os primeiros vertebrados efetivamente adapta-dos para a vida terrestre. Surgiram a partir dos anfíbios. A Terra já conhe-ceu formas gigantescas desses animais, como os dinossauros. Hoje, a clas-se compreende crocodilos, jacarés, cobras e as tartarugas, entre outros. Os sexos são geralmente separados. A fecundação independe da água:é interna, permitindo que os gametas fiquem protegidos das influências domeio externo. O desenvolvimento é direto.São animais ovíparos. Os ovos são dotados de casca grossa, o queconstitui mais uma adaptação à vida terrestre, uma vez que protegem osembriões contra desidratação.Possuem órgãos respiratórios internos (respiração pulmonar), fato quetambém contribui para protegê-los contra desidratação. O principal excreta nitrogenado é o ácido úrico, substância pouco solú-vel e de baixa toxidade. O ácido úrico pode permanecer no corpo do animalpor um tempo maior do que, por exemplo, a uréia, e é eliminado com perdamínima de água. Por isso, a presença de ácido úrico é considerada umaadaptação à vida terrestre.202capítulo 13
  • 201. Classificação: A classe de répteis compreende quatro ordens:Rhyncochephalia (rincocéfalos), Squamata (lacertílios e ofídios), Chelonia(quelônios) e Crocodilia (crocodilianos).A principal característica da cobra é a capacidade ou não de inocularveneno, produzido por um par de glândulas localizadas uma em cadalado do maxilar superior, ligadas à presa por um ducto.Baseando na dentição, as cobras são classificadas em:capítulo 13 203
  • 202. Áglifas – quando não têm presas inoculadoras de veneno; os dentessão todos iguais e maciços. Exemplo: jibóia, sucuri, jararacuçu-do-brejo. Opisteróglifas – quando tem dentes sulcados, inoculadores de ve-neno na região posterior dos maxilares superiores. Devido à posição pos-terior dos dentes, normalmente não representam perigo para o homem.Exemplo: falsa-coral, muçurana, cobra-cipó. Proteróglifas – possuem presas sulcadas na posição anterior dosmaxilares superiores, o que lhes permite inocular o veneno. Exemplo: co-rais verdadeiras. Solenóglifas – possuem presas longas e curvas, dotadas de canaisinternos, localizados na região anterior dos maxilares superiores, o quelhes permite inocular o veneno. Exemplo: cascavel, jararaca, urutu,surucucu.Outras características que permitem identificar as cobras venenosasou peçonhentas:- pupilas elípticas, com exceção da coral verdadeira;- cabeça triangular;- a cauda afina bruscamente;- movimentos lentos e hábitos geralmente noturnos;- fossetas lacrimais – órgãos termossensoriais localizados entre os olhose as narinas; são capazes de detectar a presença de animais de sanguequente. Classificação dos ofídios quanto às presasAVESAs aves são vertebrados originários dos répteis. Possuem visão eaudição aguçadas, que favorecem o acesso a alimentos e o reconheci-mento da espécie, principalmente para o acasalamento.204capítulo 13
  • 203. Encontram-se nas mais diversas formas de hábitat, exibindo grandediversidade de hábitos alimentares. Têm pele delicada, seca e sem glândulas. Os anexos epidérmicosexclusivos do grupo são as penas, que contribuem para a manutenção datemperatura corpórea e são fundamentais para o vôo. Em dias frios, oarrepio da penas retém uma camada de ar em torno da pele, que éaquecida pelo calor liberado pelo corpo; essa camada de ar tem, portan-to, um efeito termoisolante que dificulta a perda de calor para o meio eprotege o animal contra o frio. São animais homeotermos ou de “sangue quente”, isto é, capazesde manter a temperatura do corpo praticamente constante (ao redor de o40 C), apesar das oscilações da temperatura ambiental. A capacidade demanter a temperatura constante contribui para a adaptação desses ani-mais aos mais diversificados hábitats, uma vez que garante um desem-penho metabólico ideal e contínuo. Apresentam respiração pulmonar. Os pulmões emitem sacos aéreosque armazenam ar e se prolongam pelo interior dos ossos, que, por isso,são chamados de ossos pneumáticos. Os sacos aéreos e os ossos pneu-máticos aumentam a capacidade respiratória do animal e facilitam o vôo,por diminuírem o peso específico do corpo. Os sexos são separados, com fecundação interna, sem larvas. Asaves são animais ovíparos. O ovo é rico em vitelo, material nutritivo quegarante o desenvolvimento do embrião. Asas: Tal como nos insetos, a capacidade de vôo das aves contribuipara a conquista de novos territórios, o acesso a alimentos, a fuga quan-do atacadas por predadores e o encontro de parceiros para o acasa-lamento. Mas o privilégio biológico só foi possível graças à presença de umasérie de adaptações morfológicas:- a forma aerodinâmica do corpo, que diminui o atrito com o ar;- o corpo revestido por penas leves e os membros anteriores transforma-dos em asas;- esqueleto leve e resistente, dotado de ossos pneumáticos;- ausência de dentes, o que contribui para deixar a cabeça mais leve;- presença de membrana nictitante revestindo o olho e protegendo-o con-tra a poeira e o ressecamento durante o vôo; capítulo 13 205
  • 204. - osso esterno dotado de uma projeção denominada quilha ou carena, aqual permite a inserção de poderosos músculos peitorais que determi-nam o batimento das asas;- ausência de bexiga urinária, com produção de uma urina semipastosarica em ácido úrico.MAMÍFEROS Podem ser encontrados nos mais diversos tipos de hábitat, principal-mente terrestres.Supõe-se que os mamíferos, assim como as aves, originaram-se derépteis.A principal característica desse grupo é a presença de glândulasmamárias, desenvolvidas nas fêmeas e que produz o leite destinado àalimentação dos filhotes.Tem pele rica em queratina e coberta de pêlos. Os pêlos, anexosepidérmicos exclusivos dos mamíferos, têm a mesma função das penasnas aves, isto é, contribuem para a manutenção da temperatura corpórea. As glândulas sebáceas e sudoríparas são exclusivas da pele dosmamíferos.São homeotermos. Contribuem para a homeotermia, entre outros fa-tores, a circulação rápida, a presença de pêlos e de glândulas sudoríparas,além do tecido adiposo rico em gorduras sob a pele.Quanto à reprodução: os mamíferos são vivíparos (o filhote se desen-volve dentro do corpo materno, dotado de útero), com exceção dosmonotremados (ornitorrinco e equidna), cujo desenvolvimento se completadentro do ovo, fora do corpo materno, e dos marsupiais –, canguru –, cujodesenvolvimento se completa dentro do marsúpio (bolsa). No processo dedesenvolvimento do embrião, forma-se a placenta, anexo embrionário relacio-nado à nutrição do embrião, responsável pelas trocas respiratórias, pro-dução de hormônios e elimi-nação de excretas.ClassificaçãoA classe dos mamíferos,subdivide-se em três subclasses:Prototérios (mamíferos semplacenta)206capítulo 13
  • 205. Ordem Monotremata – mamíferos que põem ovos. Exemplo: équidnae ornitorrinco, encontrados na Austrália e Tasmânia. Metatérios Ordem Marsupialia. Exemplo: canguru,gambá, coala etc. As fêmeas possuem bolsa denominadamarsúpio, onde o embrião completa o seudesenvolvimento. Eutérios São os mamíferos placentários. O filho-te desenvolve-se totalmente dentro do úteroda fêmea. Compreende inúmeras ordens, in-clusive a dos primatas, à qual pertencemos. testes1 – (Cesgranrio-RJ) cnidários são conside- Osrados polimórficos, pois neles podemos distin-guir duas formas de corpo. Assinale a opção queindica, corretamente, os nomes das formas abai-xo esquematizadas.a) I anêmona; II cifomedusab) I anêmona; II gonozóidec) I anêmona; II medusad) I pólipo; II gonozóidee) Pólipo; II medusa2 – (UFPR)A Taenia solium tem por hospedeiro intermediário: a) a vaca b) o porco c) o barbeiro d) a Limnea e) não tem hospedeiro intermediário3 – (UFP O ovo terrestre foi uma “grande invenção” dos vertebrados, que A)assim puderam conquistar o ambiente terrestre. Essa conquista ocorreu pelaprimeira vez com: a) aves b) répteis c) anfíbios d) peixes e) mamíferoscapítulo 13 207
  • 206. questões1 – (Fuvest-SP)Observe o animal desenhado.a) a que filo e classe ele pertence?b) Cite duas características, visíveis no desenho, que o distingue de um inseto.2 – (Fuvest-SP)a) Dê duas características comuns aos crustáceos, insetos e aracnídeos.b) Dê uma característica própria de cada um dos grupos.3 – (Fuv est-SP)A “Grande Barreira de Recifes” se estende por mais de 2 milkm da costa nordeste da Austrália e é considerada uma das maiores estruturasconstruídas por seres vivos.Quais são esses organismos e como eles formam essa estrutura?4 – (Fuv est-SP)O Departamento da Irlanda do Norte prevê uma queda de umterço em sua produção agrícola, devido a uma praga que está atacando e redu-zindo a população de minhocas na região (New Scientist, l5/09/89).a) Qual a importância das minhocas para a agricultura?b) A que filo pertencem as minhocas?5 – (Unicamp-SP) relação ao peixe-boi, o padre Fernão Cardim escreveu Empor volta de 1625: “(...) este peixe é nestas partes real, o estimulado sobre todosos demais peixes (...) tem carne todas as fibras, como a da vaca (...) e tambémtem toucinho (...) sua cabeça é toda de boi com couro cabeludo, (...) olhos elíngua (...)”. Neste trecho, identifique a única palavra que permite reconhecer,sem dúvida o peixe-boi como sendo um mamífero.6 – (Fuvest-SP)Com relação à conquista do meio terrestre, alguns autoresdizem que as “Briófitas” são os anfíbios do mundo vegetal. Justifique essa analogia.7 – (Vunesp-SP)Cite três características das aves relacionadas com a capacida-de de voar.208 capítulo 13
  • 207. c a p í t u l o 14FISIOLOGIA ANIMAL Enquanto a anatomia se encarrega de estudar um organismo comoele é, a fisiologia estuda como ele funciona, quais as suas necessidadesenergéticas, como utiliza essa energia, o seu processo de locomoção, dereprodução, de obtenção de alimentos, As principais funções vitais são:N UTRIÇÃOA manutenção da vida depende da ingestão, assimilação e elimina-ção de substâncias denominadas nutrientes, encontradas nos alimentos.As moléculas orgânicas grandes dos alimentos são transformadas emcompostos mais simples por intermédio das enzimas digestivas. A esseprocesso de transformação dá-se o nome de “digestão”.Nos animais, a digestão pode ocorrer exclusivamente no interior dascélulas, é a digestão intracelular — comum nos poríferos —; ou ocorrerem uma cavidade, com o lançamento de enzimas digestivas — é a diges-tão extracelular — que ocorre com todos os outros animais. Neste caso,após a digestão, há a absorção das substâncias pelas células.S ISTEMA D IGESTÓRIODIGESTÃONOSI N V E RT E B R A D O S Poríferos: desprovidos de sistema digestório. Os alimentos são filtra-dos pelos coanócitos. Após a digestão exclusivamente intracelular, osnutrientes são distribuídos pelas células amebócitos.Cnidários ou celenterados: os alimentos são capturados pelos ten-táculos, levados até a boca, que se comunica com a cavidade gastro-capítulo 14209
  • 208. vascular, onde os alimentos sofrem digestão extracelular, e depois pas-sam para o interior das células, onde se completa a digestão. Os resíduossão eliminados pela boca. Com apenas uma abertura (a boca), é chama-do de “sistema digestório incompleto”. Platelmintos: digestão intra e extracelular, com tubo digestório incom-pleto. A exceção são os parasitas que são desprovidos de tubo digestivo. Anelídeos: a cavidade digestiva possui a forma de um tubo, comduas aberturas: a boca e o ânus (sistema digestório completo). Osanelídeos ingerem terra juntamente com detritos orgânicos, quepermanecem no papo, de onde passam para a moela para ser triturados;no intestino, sofrem ação das enzimas, o material digerido é absorvido eos resíduos são eliminados pelo ânus.Moluscos: a maioria apresenta na faringe uma placa com dentes, arádula, que tem por função raspar os alimentos a ser ingeridos. Possuemglândulas salivares e glândulas produtoras de enzimas, o estilete cristalino.Aracnídeos: possuem glândulas hepáticas produtoras de enzimas.Com seu veneno, paralisam a presa e sobre ela são lançadas enzimasdigestivas. O estômago sugador se encarrega de sugar os nutrientes.Insetos: apresentam uma variedade de aparelhos bucais; de acordocom o tipo de alimento, podem ser: triturador, sugador, lambedor ou picador.Apresentam glândulas salivares que produzem enzimas digestivas; a di-gestão ocorre no estômago e a absorção dos alimentos no intestino: asfezes são eliminados pelo ânus. Equinodermos: apresentam alanterna-de-Aristóteles, que tem a fun-ção de triturar. Muitos ejetam o estô-mago sobre o alimento e realizam adigestão fora do corpo. Esquema de tubo digestório incompleto da planária – a única cavidade é a boca210capítulo 14
  • 209. bocafaringe esôfagopapo moelaintestino ânus minhocaTubo digestivo completo da minhoca, um anelídeo.esôfago papo estômago reto ânusgafanhotoboca glândulas salivarescecos gástricosintestino Tubo digestivo completo do gafanhoto, um artrópode.DIGESTÃONOSV E RT E B R A D O SOs peixes cartilaginosos apresentam a válvula espiral denominadatiflosole, que aumentam a superfície de absorção dos alimentos. Os pei-xes ósseos apresentam cecos, que são expansões da parede intestinal,também com a finalidade de aumentar a superfície em contato com oalimento. Nas aves o alimento é amolecido no papo, de onde segue para oestômago, dividido em proventrículo (estômago químico) e moela (estô-mago mecânico). No intestino, além da digestão, ocorre também a absor-ção; as fezes se formam na porção final do intestino, sendo eliminadaspelo ânus nos protocordados, nos peixes ósseos e mamíferos e nos pei-xes cartilaginosos, anfíbios, répteis e aves, as fezes são eliminadas peloorifício denominado cloaca, onde desembocam também os sistemasurinário e reprodutor.capítulo 14 211
  • 210. Tiflosole de peixes cartilaginosos e cecos de peixes ósseos Esquema do sistema digestivo das aves Nos ruminantes – cavalo, vaca, carneiro, girafa e outros –, o estôma-go é constituído por quatro câmaras: rúmen ou pança; retículo ou barrete;omaso ou folhoso; abomaso ou coagulador. O alimento ingerido fica retidono rúmen, no qual bactérias e protozoários digerem a celulose. Após aação das bactérias, os alimentos parcialmente digeridos passam para obarrete, e do barrete retorna à boca, onde é mastigado (ruminação). Oalimento é reingerido e vai para o folhoso, no qual inicia a reabsorção doexcesso de água. Do folhoso é encaminhado ao coagulador, onde ocorrea digestão química pela ação do suco gástrico. Depois o alimento é enca-minhado ao intestino, onde inicia seu processo de absorção.212capítulo 14
  • 211. Estômago de ruminante. Vários compartimentos para tratamento do alimentoDIGESTÃOHUMANAA digestão é extracelular, o sistema digestório é completo, formadopor um longo tubo, que se estende da boca ao ânus. Entre a boca e oânus, vamos encontrar os seguintes órgãos intermediários: faringe,esôfago, estômago e intestinos (delgado e grosso). Fazendo parte do sis-tema digestório, existem glândulas anexas, produtoras de secreções quesão lançadas no tubo digestivo, auxiliando no processo da digestão. Sãoelas: as glândulas salivares, o fígado e o pâncreas. boca faringeglândulassalivaresestômagotraquéiaesôfagofígado pâncreasvesículacólonbiliartransversalduodeno intestinointestinojejunocólondelgadoascendente grossoíleo cecocólonapêndiceânus retodescendenteSistema digestivo humanocapítulo 14 213
  • 212. Boca: cavidade destinada a ingerir os alimentos, na qual ocorre amastigação e insalivação dos mesmos. Na boca são encontrados os dentes, a língua e as glândulas saliva-res, órgãos que auxiliam no processo de digestão dos alimentos.Dentes: auxiliam na trituração e mastigação dos alimentos.Um dente é formado de três partes: coroa, colo e raiz; e por algumascamadas: a mais externa é o esmalte, em seguida, a dentina, e mais inter-na é a polpa. Na polpa existe uma arteríola, uma vênula e um nervo. A raizé revestida pelo cimento, que é um tecido ósseo. esmaltedentinacavidadecoroa da polpa gengivacemento raiznervos e vasossanguíneosOs constituintes de um dente humano Língua: é um órgão musculoso. Na sua superfície apresenta corpúscu-los táteis e quimiorreceptores. A língua participa da deglutição dos alimentos,contribui para a articulação das palavras e é o órgão sede do paladar.Glândulas salivares: são três pares de glândulas: as parótidas, assubmaxilares e as sublinguais. Sob o estímulo do cheiro e do sabor dosalimentos, as glândulas salivares produzem a saliva, que apresenta em suacomposição a enzima ptialina ou amilase salivar, a qual atua, por sua vez,sobre o amido, iniciando sua digestão, transformando o amido em maltose.A saliva lubrifica e dilui os alimentos, facilitando sua mastigação, gustaçãoe deglutição.214capítulo 14
  • 213. glândula parótida glândula sublingualglândulasubmaxilar Localização das glândulas salivares na espécie humana Faringe: órgão em forma de canal, comum ao aparelho digestivo erespiratório. O alimento deglutido é jogado na faringe, que se contrai vo-luntariamente, empurrando o alimento para o esôfago. Esôfago: canal musculoso, com movimentos peristálticos involun-tários, controlados pelo sistema nervoso autônomo. O esôfago atravessao tórax, ligando a faringe ao estômago. As fortes contrações peristálticasdo esôfago empurram o alimento em direção ao estômago. A entrada doalimento no estômago é controlada pela válvula cárdia.Estômago: órgão resultante da dilatação do tubo digestivo, situadona cavidade abdominal. Sua porção inicial recebe o nome de cárdia; apre-senta na sua parte superior uma pequena curvatura e na parte inferioruma grande curvatura; sua parte mais dilatada recebe o nome de regiãofúndica. Em sua porção final ocorre um estreitamento, que recebe o nomede esfíncter pilórico, o qual faz divisa com o duodeno, início do intestinodelgado.capítulo 14 215
  • 214. ramo do nervo vagofundo gástrico esôfagoângulo docárdia fibras musculares corpo do circulares estômago fibras grande musculares curvatura longitudinais fibras muscularespequena oblíquascurvaturapiloro duodeno Anatomia externa do estômago Chegando ao estômago, o alimento estimula a produção do hormôniogastrina pelas células da mucosa do estômago. Sob a ação desse hor-mônio, as células da região fúndica passam a produzir o suco gástrico, quecontém ácido clorídrico e pepsinogênio. O ácido clorídrico apresenta o pHácido (por volta de 2), e em meio ácido o pepsinogênio é transformado empepsina (enzima ativa). A pepsina atua sobre as moléculas de proteína de-compondo-as em moléculas menores, mas de natureza protéica – asproteoses e peptonas. No estômago, também são encontradas as enzimasmucina e renina ou lab-fermento, que coagula o leite. Após permanecer noestômago algumas horas , o alimento ganha o aspecto de uma massa pasto-sa denominada quimo. Através do esfíncter pilórico o quimo chega ao duodeno. Intestino delgado: Chegando ao duodeno – porção inicial do intesti-no delgado –, o quimo apresenta uma certa acidez, que provoca umareação nas paredes do duodeno, o qual passa a produzir dois hormônios:a secretina e a colecistocinina, que, por sua vez, são lançados na corren-te sanguínea. A secretina vai atuar no pâncreas, estimulando-o a produziro suco pancreático, que será lançado no duodeno. O hormônio colecis-tocinina vai atuar sobre a vesícula biliar (bolsa armazenadora de bile,216capítulo 14
  • 215. fabricada pelo fígado), provocando contrações, até que ocorra a libera-ção da bile, a qual é lançada no duodeno juntamente com o suco pancre-ático.Além do suco pancreático e da bile, o quimo sofre também a ação dosuco entérico, produzido pelas células da parede do intestino, e se trans-forma em quilo, que apresenta o pH alcalino por volta de 8. Os sucos digestivos são ricos em enzimas, que atuam sobre os ali-mentos ajudando na digestão dos mesmos. As principais enzimas são:amilase – digere o amido Presentes no suco pancreático tripsina – digere a proteínalipase – digere a gordura lactase – digere lactose maltase – digere maltose Presentes no suco entéricosacarase – digere sacarose erepsina – digere peptídios enteroquinase – ativa o tripsinogênioA bile não contém enzimas, mas possui sais minerais que emulsionamas gorduras.Intestino grosso: parte do alimento não absorvido no intestino del-gado passa para o ceco, porção inicial do intestino grosso que atravessaa válvula ileicecal. Uma grande quantidade de água acompanha os resí-duos alimentares.A região do ceco, em sua parte inferior, tem o apêndice, e em suaporção superior, o cólon ascendente; em seguida, o cólon transversal, ocólon descendente e o reto. Na região do ceco, os resíduos alimentares jáconstituem o bolo fecal, que, devido aos pigmentos biliares, apresenta cormarrom. Grande parte do volume de água que acompanha o bolo fecal éreabsorvida ao longo do intestino grosso.SISTEMAR E S P I R AT Ó R I OA obtenção da energia necessária à manutenção do metabolismo dá-se por meio da respiração celular, que ocorre nas mitocôndrias.capítulo 14217
  • 216. A respiração pode ser anaeróbica (fermentação) ou aeróbica.Nos animais distinguem-se as seguintes estruturas respiratórias:a) Respiração por difusão – As trocas gasosas são imediatas entre as células e o meio físico. Ocorre em organismos unicelulares, nos espongiários e nos cnidários.b) Respiração cutânea – Atráves da pele, a respiração cutânea pode ser direta, como ocorre com os platelmintos; a difusão dos gases se dá por toda a superfície do corpo e logo a seguir pelas células mais profundas do corpo. É um transporte célula a célula.PlanáriaA respiração cutânea indireta é a observada na minhoca. Logo abai-xo da cútis, existem vasos sanguíneos superficiais. Esses vasos absor-vem oxigênio, conduzindo-o para os tecidos mais profundos. Ao mesmotempo liberam o dióxido de carbono para o exterior.Abaixo da epiderme da minhoca (1), correm vasos sanguíneos (2) que conduzem o O2para a intimidade do corpo e descarregam o CO2 para o exterior.218capítulo 14
  • 217. Respiração traquealÉ realizada por meio de traquéias – delgados tubos ramificados quelevam o oxigênio à intimidade dos tecidos. Como as traquéias levamoxigênio diretamente a todas as células, o sangue perde o seu papel detransportar oxigênio. Por isso, nos animais de respiração traqueal, comonos insetos e as centopéias, o sangue é pobre em hemáceas, apresen-tando a cor branca-leitosa, chamado hemolinfa.A respiração traqueal dos insetos Respiração branquial As brânquias são estruturas ricamente vascularizadas, especializadasem absorver o oxigênio dissolvido na água em estado gasoso e eliminarCO2 proveniente das células. As brânquias podem ser externas e são mais primitivas; ocorrem nospoliquetas, crustáceos, larvas aquáticas de alguns insetos e larvas de anfíbios. Uma larva de salamandra mostrando suas brânquias externas permanentescapítulo 14 219
  • 218. Nos peixes, as brânquias são internas. São expansões da faringe ese abrem para o exterior por meio de fendas laterais junto à cabeça. Aágua entra pela boca, passa pelas brânquias e sai pelo opérculo (abertu-ra das brânquias).Passagem da água: a água entra pela boca, passa pelas brânquias e sai pelaabertura do opérculoRespiração pulmonar Os pulmões podem ser saculiformes ou parenquimatosos. Os primei-ros aparecem pela primeira veznos anfíbios adultos. Neles, ospulmões são simples “sacos” aé-reos contendo pequena superfí-cie de trocas gasosas. A relativaineficiência dos pulmões quantoà superfície de trocas é compen-sada pela respiração efetuadapela pele umedecida (cutânea).Os répteis apresentam umpulmão intermediário, ou seja, parenquimatoso rudimentar. Usam os mús-culos das costelas para aumentar a caixa torácica, bombeando o ar paradentro do pulmão.220capítulo 14
  • 219. As aves possuem pulmões pe-quenos associados a sacos aéreos,a partir dos quais pequenos canaisconduzem o ar até a interior dosossos pneumáticos. Na base datraquéia as aves possuem a serin-ge, órgão responsável pela emissãodos sons. Os pulmões parenquimatososatingem grande desenvolvimentonos mamíferos, encerrando milhões de alvéolos, que oferecem uma imensasuperfície de trocas gasosas, entre o ar e o sangue.S ISTEMA RESPIRATÓRIO HUMANOApresenta os seguintes órgãos:Vias aéreas superiores: fossas nasais, faringe e laringe Vias aéreas inferiores: traquéia, brônquios, bronquíolos e pulmõesparenquimatosos revestidos por uma membrana — a pleura. O pulmão direi-to é dividido por dois sulcos em três partes denominadas lobos. O esquerdoé dividido por um sulco em dois lobos. A passagem da faringe para a laringese faz pela glote, que é recoberta pela epiglote. Na laringe situam-se as cor-das vocais. Os movimentos de expansão e retração dos pulmões são passi-vos e estão na dependência do aumento ou da diminuição dos diâmetroshorizontal e vertical da caixa torácica. E essas variações são controladas pornervos do sistema nervoso autônomo, que comandam as contrações dosmúsculos intercostais e do diafragma. O comando é involuntário. capítulo 14221
  • 220. pulmão direitotrilobado laringe lobo superior traquéia pulmão esquerdo direitobilobadobrônquiolobo superior esquerdoprincipal brônquio principaldireito esquerdolobo médiobronquíololobo inferior alvéolodireitolobo inferior esquerdoO aparelho respiratório humanoV ENTILAÇÃO PULMONARVentilação pulmonar são as trocas gasosas que ocorrem entre o aratmosférico e os alvéolos pulmonares, e é realizada por dois processos: ainspiração e a expiração.Inspiração – é a entrada de ar nos pulmões.Para que ocorra, o diafragma — músculo que separa o tórax do abdo-me — se contrai e abaixa. Os músculos intercostais se contraem e ele-vam as costelas, aumentando o volume da caixa torácica e diminuindo apressão no interior dos pulmões, que se dilatam ocupando todo o espaço. Expiração – é a saída do ar dos pulmões, o processo inverso ao dainspiração. O diafragma e os músculos intercostais relaxam. Diminui oespaço da caixa torácica, aumenta a pressão no interior dos pulmões e oar é expelido. Ao conjunto da inspiração e expiração, dá-se o nome de movimentorespiratório, e freqüência respiratória é o número de movimentos respira-tórios por minuto. A freqüência humana é da ordem de 18 por minuto. As trocas gasosas, no que tange os alvéolos pulmonares (hematose),ocorrem em função das diferenças de pressão parcial de O2 e de CO2 nosangue e no ar alveolar. Também pelo mesmo mecanismo observam-seas trocas gasosas dos capilares, nos tecidos.222 capítulo 14
  • 221. cavidade bronquíolo nasalalvéolovênulaseccionado arteríola faringe epiglote bocalaringe (atrás da cartilagem tireóide) traquéia saco pleuralrede depara a esquerdocapilaresveia brônquiopulmonar esquerdo interioralveolar costelasbronquíolo capilar sanguíneo pulmãoda artéria coração pulmonar esquerdo pulmãodiafragmahemácias direitoDiversos aspectos (macroscópicos e microscópicos) do sistema respiratório humano.À direita, representação da hematose. O oxigênio é transportado pelo sangue, quase que integralmente nointerior das hemáceas, combinando com a hemoglobina (Hb), formando aoxiemoglobina: tecidosO2 + hemoglobina ———————> oxiemoglobina <———————pulmões Já o CO2 é transformado pelo sangue sob a forma de íons carbonato_(HCO 3) ligados à hemoglobina ou dissolvidos no plasma. Cerca de 70% doCO2 são transportados sob a forma de íons bicarbonato. Nesse caso, o CO2liberado pelas células entra no interior das hemácias e, sob ação da enzimaanidrase carbônica, reage com a H2O, formando ácido carbônico (H2CO3).+_O ácido carbônico dissocia-se em íons H e íons HCO 3 que são libera-dos no sangue. O CO2 transportado sob a forma de íons carbonato é defundamental importância para a manutenção do equilíbrio ácido básico dosangue.capítulo 14 223
  • 222. Cerca de 25% de CO2 são transportados, ligados à hemoglobina, for-mando a carboemoglibina, um composto instável que, ao chegar aos pul-mões, dissocia-se rapidamente, liberando gás carbônico (CO2). Cerca de5% são dissolvidos no plasma.S ISTEMA CIRCULATÓRIOÉ o sistema encarregado de transportar substâncias pelo corpo, taiscomo: O2, CO2 nutrientes, excretas, hormônios etc. Possibilita também a ,manutenção do equilíbrio hidrossalínico do organismo, a defesa do orga-nismo pelas atividades leucocitárias, transporte de anticorpos e a conser-vação da temperatura nos homeotérmicos:T IPOS DE SISTEMAS CIRCULATÓRIOS Aberto ou lacunar – presente nos moluscos e artrópodes.Neste sistema não existem capilares. O sangue deixa o vaso próximo àcabeça, caindo em lacunas ou hemoceles (espaços existentes entre osórgãos), onde passa a circular livremente em contato direto com os tecidos,sendo recolhido na região posterior do corpo pelo mesmo vaso lacunosodorsal. Assim, o sangue retorna ao meio intravascular.Circulação aberta de uma aranha (esquemático). O sangue circula ora dentro de vasos,ora fora delesFechado – Presente nos anelídeos, moluscos cefalópodes e verte-brados. O sangue circula estritamente dentro de vasos. Os vasos ramifi-cam-se por todo o corpo, originando capilares tão finos que permitem astrocas gasosas e metabólicas entre o sangue e as células. É um proces-so mais rápido e eficiente.224capítulo 14
  • 223. corações lateraisvaso sanguíneo dorsalvaso sanguíneo ventralCirculação fechada em anelídeosCirculação fechada simples – Presente nos peixes, com exceçãodos peixes dipnóicos.Ocorre quando um único tipo de sangue passa pelo coração. O cora-ção é dotado de apenas duas câmaras (um átrio e um ventrículo). O átriorecebe sangue venoso, que é bombeado pelo ventrículo até as brânquias,onde ocorre a hematose, transformando-se em sangue arterial. átrio seio venoso vaso dorsalcapilares ventrículovaso ventral bulbo capilares dascoração brânquiasPeixes Esquema do coração do peixeCirculação fechada dupla – Ocorre quando o sangue passa duasvezes pelo coração num circuito completo pelo corpo. É mais vantajosa,pois bombeia o sangue para o corpo com maior pressão. Circulação dupla incompleta – Presente nos peixes dipnóicos, an-fíbios e répteis. Ocorre quando existe apenas um ventrículo, e o sanguearterial mistura-se com o venoso no coração. veiasaorta dorsal átrio esquerdoAD AE V átrio direitoventrículo capilarescoração dos pulmões AnfíbiosEsquema do coração de anfíbiocapítulo 14 225
  • 224. capilares dospulmões aorta dorsal AD AEVcoraçãocapilaresRépteisEsquema do coração de réptil Circulação dupla completa – Presente nos homeotérmicos (aves emamíferos). O coração é dotado de quatro câmaras completamente divi-didas. Garante uma eficiente oxigenação dos tecidos, contribuindo para oalto metabolismo celular das aves e dos mamíferos.capilares dos pulmõesaorta aortaADAEcoração VD VE capilares AvesEsquema do coração de ave aortacapilares aortados pulmões ADAEcoração VD VEcapilares MamíferosEsquema do coração de mamíferoV ASOS SANGUÍNEOS : TIPOS E CARACTERÍSTICASArtérias – vasos eferentes em relação ao coração; transportam san-gue do coração para os tecidos; são dotadas de uma parede musculosa eespessa, bastante elástica e com pulsações.226capítulo 14
  • 225. Veias – vasos aferentes em relação ao coração. Transportam sanguedos tecidos para o coração. Suas paredes são finas e pouco elásticas,com válvulas internas que impedem o refluxo do sangue.Capilares – vasos de calibre fino e permeáveis. camada interna { endotélio VEIAARTÉRIA endotélio } camada interna camada{ tecido elásticointermediária músculo liso músculo liso} tecido elástico camada intermediária CORAÇÃO camada externa { tecido conjuntivo} camadatecidoconjuntivo externa CAPILARESarteríolas veiavênulas endotélio músculo corporal válvulasArtérias e veias apresentam algumas diferenças ilustradas no esquema acima, quetambém mostra a fina parede capilar, por onde ocorrem as trocas entre o sangue eos tecidos.Circulação humana – A circulação humana pode ser definida comofechada, dupla e completa, igual em todos os mamíferos.Coração – É um órgão musculoso e oco, situado no tórax entre ospulmões, voltado para o lado esquerdo. A musculatura dotada de movi-mentos é o miocárdio. O miocárdio é revestido externamente por umamembrana serosa – o pericárdio –, e internamente pela membrana serosaendocárdio.O coração apresenta quatro cavidades: duas aurículas ou átrios edois ventrículos. A aurícula direita comunica-se com o ventrículo direitopela válvula tricúspide, e a aurícula esquerda comunica-se com o ventrículoesquerdo por meio da válvula mitral.capítulo 14227
  • 226. veia cava superior Coração humano: aspecto interno artéria aorta artériaartériapulmonartroncopulmonarátrio direitoveias pulmonares átrio esquerdo valva tricúspidevalva mitralventrículoesquerdo veia cava inferior endocárdio miocárdioventrículo direitoMOVIMENTOS DOCORAÇÃO Diástole – o miocárdio se relaxa, e o coração enche de sangue. Sístole – o miocárdio se contrai, e o sangue é expulso do coração.DIÁSTOLE DOS VENTRÍCULOSOs átrios direito e esquerdo se contraem, forçando a passagem dosangue para os ventrículos, que ainda estão relaxados.228capítulo 14
  • 227. Os ventrículos se contraem, forçando a passagem do sangue para ospulmões, para oxigenação, e pela aorta, para os tecidos do corpo. SÍSTOLE DOSVENTRÍCULOS Os movimentos de diástole e sístole recebem o nome de batimentoscardíacos. Na espécie humana a freqüência cardíaca é de 70 a 80 pulsa-ções por minuto. Cada pulsação é capaz de bombear cerca de 60 milili-tros de sangue. Em um minuto bombeia 5 litros de sangue. Batimentos do coração – O coração é um órgão auto-estimulável, oseu ritmo é controlado pelo sistema nervoso central, através do bulbo(centro cardiorrespiratório). Quando o nervo vago, sob o comando do bul-bo, libera o hormônio acetilcolina, o ritmo do coração diminui (bradicardia);quando libera o hormônio adrenalina, o ritmo aumenta (taquicardia). Oponto de origem de todos os estímulos que determinam os movimentoscardíacos situa-seno nódulo sinoatrialou marcapasso, si-tuado no átrio di-reito, e no móduloatrioventricular. Esquema de coração de mamífero e os nervos que modificam seu batimentocapítulo 14229
  • 228. A PEQUENA E A GRANDE CIRCULAÇÃOPequena circulação ou circulação pulmonarÉ a que se estabelece entre o coração e os pulmões; tem a função depromover a oxigenação do sangue.Grande circulação ou circulação sistêmicaÉ a que se estabelece entre o coração e todos os tecidos do corpo; suafunção básica é distribuir oxigênio e nutrientes para todas as células vivas. Pequena circulaçãograndecirculação Caminho do sangue – O sangue chega ao coração vindo de todasas partes do organismo, pelas veias cavas superiores e inferiores, e de-semboca no átrio direito; passa para o ventrículo direito pela válvulatricúspide. Com a contração dos ventrículos (sístole), o sangue sai pelaartéria pulmonar, indo até os pulmões, onde ocorre a hematose; volta aocoração pelas veias pulmonares (em número de quatro), que desembo-cam no átrio esquerdo, e sai pela artéria aorta, sendo distribuído paratodo o organismo.S ISTEMA EXCRETOR E OSMORREGULAÇÃOCom função de eliminar resíduos de origem celular e de manter aregulação osmótica, isto é, o equilíbrio dos fluidos corpóreos, o sistemaexcretor filtra as impurezas do nosso sangue.230capítulo 14
  • 229. Vimos no início deste capítulo que os alimentos sofrem hidróliseenzimática ao longo do tubo digestivo, no qual nutrientes são reabsor-vidos e transportados para todas as células, que os utilizam e os trans-formam em energia. De toda atividade celular sobram subprodutos quedevem ser eliminados, pois se tornam inúteis para as células. Consti-tuem produtos de excreção: água, sais, dióxido de carbono e excretasnitrogenados.Do metabolismo dos carboidratos (açúcares) e dos lipídios (gordu-ras) sobram CO2 (dióxido de carbono) e água. O dióxido de carbono éeliminado pela respiração, e a água, quando em excesso, é eliminadapela urina, pelo suor, ou por meio de expiração na forma de vapor. Dadigestão das proteínas, sobram CO2, água e produtos nitrogenadostais como: amônia, ácido úrico, uréia, pois são formados poraminoácidos, os quais possuem um agrupamento amina (NH2).Amônia – eliminada praticamente por todos os invertebrados epelos peixes ósseos; de grande toxidade, mas altamente solúvel emágua. Os seres que eliminam amônia são denominados aminiotélicos. Uréia – eliminada pelos peixes cartilaginosos, anfíbios, tartarugase mamíferos. Menos tóxica que a amônia, pode ser acumulada tempo-rariamente no corpo; sua eliminação ocorre com menor perda de água,e os animais que eliminam uréia são denominados ureotélicos.Ácido úrico – eliminado pelos insetos, répteis (lagartos e cobras)e aves. Pouco tóxico e insolúvel em água, o ácido úrico permite aoviparidade, possibilitando a vida dentro de um ovo; isso graças à suainsolubilidade em água. É eliminado junto com as fezes, na forma deuma pasta concentrada. Os animais que eliminam ácido úrico são de-nominados uricotélicos.EXCREÇÃO NOS ANIMAIS INVERTEBRADOS – Pode ocorrer pela superfíciedo corpo ou por sistemas excretores especiais.Poríferos, cnidários – os resíduos são eliminados pela superfíciedo corpo por difusão.Platelmintos – Células-flamas ou solenócitos, ou ainda protone-frídios. As células-flamas retiram os excretas presentes no líquido intracelulare elimina-os através de ductos que se abrem em poros na superfície.capítulo 14 231
  • 230. duto excretor células do corpoCélula-flama de uma planária. As setas indicam adireção do fluxo das substâncias excretadas. Anelídeos e moluscos — O sistema excretor é formado por um con-junto de nefrídeos, estruturas em forma de funil, com cílios em uma dasextremidades. Os cílios sugam os excretas do líquido celomático e sãoeliminados para o meio externo por intermédio dos nefridiósporos.a b O corpo segmentado de um anelídio (minhoca), mostrando suas nefrídias. Repare que cada nefrídia tem um pavilhão ou funil ciliado (nefróstoma) (a), do qual parte um duto que se abre para o exterior por um orifício (nefridióporo) (b), no anel seguinte do corpo do animal.232capítulo 14
  • 231. Insetos e aracnídeos – a excreção é feita pelos tubos de Malpighi.Essas estruturas retiram os excretas do sangue e os transportam até ointestino, nos quais se misturam com as fezes e são eliminadas juntocom elas.intestino posteriorintestino médiotubos de intestinoMalpighiretoTubos de malpighi (estruturas excretoras de inseto). Eles não possuem nefróstomas(aberturas de entrada).Crustáceos – a excreção é feita pelas glândulas verdes, situadasna porção ventral da cabeça. Essas glândulas coletam os excretas dosangue e eliminam-nos para o exterior por meio de poros existentes nasuperfície do corpo.TIPOS DE RINS: Nos vertebrados, os rins são os órgãos encarrega-dos da excreção. Existem três tipos de rins.metanefro: situados no abdome, são formados por glomérulos;estão presentes nos répteis, nas aves e nos mamíferos adultos. mesonefro: situados na região torácica, formados por néfronstubulares, ocorrem nos peixes e anfíbios adultos, em embriões de rép-teis, de aves e de mamíferos.pronefro: constituídos apenas de néfrons tubulares, localizam-sena posição cefálica. Presentes nos agnatos e nos embriões de todosos vertebrados.capítulo 14233
  • 232. A – Rins pronefros (segmentados, situados anteriormente na cavidade do corpo, comnefróstomas abrindo-se no celoma). B – Rins mesonefros (segmentados, desenvol-vendo-se na região média do corpo, dotados de nefróstomas e de glomérulos). C -Rins metanefros (não-segmentados, localizados na região posterior do tronco, semnefróstomas, ricos em glomérulos). córtex renal rim papila tecido adiposo artériapelve renal veia cava inferior aorta ureterureterbexiga uretraSistema Excretor humano: é formado por: 2 rins, 2 ureteres, bexiga e uretraRins: órgãos que se assemelham a grandes feijões, envolvidos poruma cápsula fibrosa junto à parede do abdome, localizados um de cadalado da coluna vertebral. Em sua parte côncava (hilo renal), penetra a234 capítulo 14
  • 233. artéria renal e saem a veia renal e o ureter. O rim humano possui cerca deum milhão de glomérulos de Malpighi. Cada glomérulo faz parte de umnéfron; cada néfron inicia-se por uma estrutura em forma de cálice, deno-minada cápsula de Bowman, por onde penetra a arteríola aferente (rami-ficação da artéria renal). No interior da cápsula, a arteríola ramifica-se eorganiza um emaranhado de vasos denominado glomérulo de Malpighi.Desse emaranhado emerge a arteríola eferente, que abandona oglomérulo. Completando a estrutura de néfrons, há os seguintes túbulos:proximal e distal; e entre eles fica a alça de Henle.arteríolaaferente cápsula deglomérulos Bowman rimtúbuloproximal artéria renal arteríola aferenteveia renaltúbulo distalureterartéria renaltúbulo coletor veia renal alça de Loop Formação da urina: A pressão do sangue ao nível do glomérulo for-ça a ultrafiltração do plasma. O líquido que passa para a cápsula deBowman é o filtrado glomerular, que possui um alto teor de água, sais,glicose, aminoácidos, vitaminas e excretas nitrogenados. No trajeto pelostúbulos, ele sofrerá a reabsorção tubular. Mais de 95% de água serãoreabsorvidos, juntamente com a água, a glicose, as vitaminas, os ami-noácidos e parte dos sais, que também são reabsorvidos. O líquido quechega aos túbulos coletores já é a urina.capítulo 14 235
  • 234. A reabsorção tubular é altamente incentivada pelos hormônios: aaldosterona (do córtex da supra-renal) estimula o transporte de íons de sódiode volta ao sangue, e o hormônio ADH (antidiurético) fabricado pelo hipotálamoé liberado pela neuro-hipófise, facilitando o transporte de água por osmose.Osmorregulação: É um dos mecanismos de homeostase. Homeostase é a constância ou preservação das condições físico-quí-micas internas dos seres vivos. Desde os protozoários ao homem, encon-tramos sistemas que regulam o pH, e a concentração osmótica, a compo-sição química e o estado coloidal do protoplasma celular, evitando que sealterem com as variações do meio ambiente.- Equilíbrio hidrossalínico de alguns vertebradosPeixes ósseos marinhos eliminam o excesso de sais pelas brânquias(transporte ativos).Peixes cartilaginosos marinhos: aumentam a concentração de uréiaem seu sangue; dessa forma a concentração do sangue se assemelha àda água.Peixes de água doce como o meio interno é hipertônico em relação aomeio externo, eliminam grande quantidade de urina, perdendo muitos saispela urina. Todavia absorvem sais pelas brânquias (transporte ativo).Répteis dispõem de glândulas especiais, localizadas junto à cabeça,próxima aos olhos, por onde excretam o excesso de sais.Seres eurealinos são os seres que suportam e adaptam-se às varia-ções de salinidade do ambiente. Ex.: salmão, truta, robalo passam do marpara os rios na época da desova. A enguia passa do rio para o mar.Seres estenoalinos não conseguem suportar variações de salinidademuito altas; morrem ao passar de um ambiente para outro.R EPRODUÇÃOReprodução é o processo pelo qual as espécies se perpetuam naface da terra. Existem dois tipos básicos de reprodução: assexuada esexuada. Na reprodução assexuada são produzidos descendentes idênti-cos ao genitor. Já na reprodução sexuada, o novo ser resulta da combi-nação de gametas, produzidos por indivíduos de sexo oposto, o que per-mite a combinação de genes. Isso resulta em descendentes genetica-mente diferentes de outros da mesma espécie.236capítulo 14
  • 235. Vejamos agora alguns tipos de reprodução assexuada:Divisão binária ou cissiparidade ou bipartiçãoReprodução assexuada, comum nos seres unicelulares. A célula é o próprio organismo; divide-se em duas partes iguais, que passam a ser novos organismos. A grande maioria de bactérias, protozoários e algas unicelulares reproduzem assexuadamente por divisão binária.Divisão múltiplaÉ o processo de reprodução assexuada em que um organismo sedivide em várias partes, e cada uma delas se desenvolve em um novoindivíduo. Esse processo pode ocorrer em organismos unicelularesou pluricelulares. A divisão múltipla pode ser subdividida em:ESPORULAÇÃO A reprodução ocorre pela liberação de esporos e, quando os mes- mos encontram condições favoráveis a sua germinação, desenvol- vem-se em novos organismos. Esporos são células haplóides, inde- pendentes, que germinam sem ser fecundados.ESTROBILIZAÇÃO Consiste numa fragmentação transversal, que ocorre em animais pluricelulares, como os celenterados ou cnidários, nos quais o pólipo — forma fixa do animal – se estrobiliza e cada parte que se destaca forma um novo ser.B R OTA M E N TO OU G E N I PA R I DA D E Consiste no aparecimento de brotos ou gêmulas na superfície do corpo de alguns organismos, que pode ou não destacar-se do corpo parental. Quando se mantêm ligados, constituem uma colônia, e quando des- tacam dão origem a indivíduos independentes. Comum em poríferos.REGENERAÇÃO Consiste em regenerar partes perdidas do corpo, ou a partir de par- tes do corpo formar um novo indivíduo. Comum nas planárias e equino- dermos.PARTENOGÊNESE Consiste no desenvolvimento embrionário do óvulo sem que ocorra fecundação. Os indivíduos resultantes são haplóides. Nas abelhas, os ovos fecundados originam sempre fêmeas, e os não fecundados origi- capítulo 14 237
  • 236. nam sempre machos, conhecidos como zangões. Portanto, todos os machos entre as abelhas são partenogenéticos.REPRODUÇÃO SEXUADA Ocorre na maioria dos grupos de seres vivos da face da terra. Envolve mistura de genes, recombinações gênicas e fecundação. Na reprodu- ção sexuada, o número de descendentes em geral é menor do que na reprodução assexuada, mas existe uma grande vantagem evolutiva, que permite arranjos de material genético, aumentando a variabilidade de caracteres dos indivíduos em uma população. Isso pode con- ferir-lhes o poder de adaptação ao meio.S ISTEMAS REPRODUTORES A estrutura dos sistemas reprodutores é semelhante na classe dosvertebrados. Tomaremos como exemplo o sistema reprodutor humano.S ISTEMA REPRODUTOR FEMININO :É CONSTITUÍDO PELOS SEGUINTES ÓRGÃOS : Ovários: são as gônadas femininas ou glândulas sexuais femininas.Em número de dois, localizados no interior da cavidade pélvica. Cada ová-rio é constituído por duas partes: uma mais interna — a medular —, quecontém grande quantidade de vasos sanguíneos; e uma parte externa oucortical em que podem ser vistos os folículos de Graaf, constituídos porcélulas foliculares que envolvem os ovócitos — células que, ao amadure-cer, darão origem aos óvulos. Além de produzir os óvulos, os ovários produzem os hormôniosestrógeno e progesterona.Tubas uterinas ou trompas de Falópio: ductos que servem comoponte de ligação entre os ovários e o útero; é no interior delas que ocorre afecundação, ou seja, a fusão do óvulo com o espermatozóide. Útero: órgão muscular cuja função é alojar o embrião, permitindo queele se desenvolva até o nascimento. Vagina: canal de comunicação com o meio externo, recebe o pênisdurante o ato sexual, e é através do canal da vagina que a criança sai nomomento do parto. A abertura da vagina, juntamente com a abertura dauretra, são protegidos pelos pequenos e grandes lábios – dobras da pele.A região de abertura recebe o nome de vulva.238 capítulo 14
  • 237. bexiga tubaováriourinária uterína úteroreto vaginaclitóris ánus uretaóstiovaginalóstio externoda uretalábio maiorlábio menorOVULOGÊNESE Formação do gameta feminino — o óvulo, célula geralmente esféricaque possui membrana protetora, ou membrana vitelina. Armazena nocitoplasma substâncias nutritivas, tais como lipídios, proteínas destina-das a nutrir o futuro embrião. Essas substâncias nutritivas são denomina-das vitelo ou plasma nutritivo. O núcleo ou vesícula germinativa e a man-cha germinativa ou núcleolo ovular compreende três fases:1 – fase de multiplicaçãoTem início na vida embrionária a partir de células diplóides, que pormitose realizam a produção de ovogônias, células precursoras dosóvulos. A produção de ovogônias inicia-se e encerra-se nessa fase.2 – fase de crescimentoAs ovogônias crescem e se transformam em ovócitos primários, oude primeira ordem ou cito I. Os ovócitos são diplóides, e essa fasedura até aproximadamente entre 7 e 8 meses de gestação, o quejustifica o seu tamanho, cerca de 1 000 vezes maior que oespermatozóide.3 – fase de maturaçãoInicia-se por volta dos 8 meses de gestação; os ovócitos primáriosiniciam a primeira divisão da meiose, até a prófase I, paralisando suadivisão nessa etapa, e permanece assim até a puberdade.Na puberdade, sob estímulos hormonais, os ovócitos I – que parali-saram suas divisões ainda na gestação da criança — dão continuidadeàs divisões, completando a primeira divisão da meiose. Cada ovócito pri-capítulo 14 239
  • 238. mário produz duas células haplóides de tamanhos diferentes: o ovócitosecundário (maior) e o glóbulo polar (menor). Ocorrendo a segunda divi-são da meiose, o ovócito secundário dá origem a duas haplóides, tam-bém de tamanhos diferentes: a maior denomina-se óvulo, e a menor,segundo glóbulo polar. Os glólulos polares são degenerados.ovócito I folículo células germinativas (2n)ovariano corpos lúteosprimário 1º – período germinativoovogônias (2n)mitoseovogônias(2n) ovário2º – período defolículoovócito IImadurocrescimentoovulação crescimentoovócito I (2n) sem divisãoEsse esquema mostra as celularmeiose Ifases da ovulogênese e primeiro glóbulo como esse processo ocorre polar (n cromos- no ovário em cada ciclo ovócito II (n somosmenstrual (do ovócito I até aliberação do ovócito II, 3º – período de cromossomos duplicados) duplicados)processo denominado maturação meiose IIovulação). No ovário, cada glóbulos ovócito está contido em um polares folículo. A cada ciclo (n)menstrual, um dessesóvulo (n) folículos inicia a maturação, segundoformando o ovócito II. O glóbulofolículo, depois que eliminou polar (n)são formadoso ovócito II, transforma-seeventualmente no corpo lúteo (ou corpoamarelo), que secretahormônios relacionados aociclo menstrual. Depois, ocorpo lúteo regride. Todoesse processo é controladopelos hormônios estrógeno,progesterona e outros.SISTEMA REPRODUTOR MASCULINOCONSTITUÍDO PELOSSEGUINTES ÓRGÃOS:Testículos: são duas glândulas localizadas no interior de uma dobrade pele, denominada saco escrotal. Os testículos são constituídos por umemaranhado de finíssimos túbulos denominados seminíferos, no interiordos quais os espermatozóides são produzidos.240 capítulo 14
  • 239. O hormônio masculino testosterona, responsável pelo desenvol-vimento dos caracteres sexuais masculinos, é fabricado nos testículospor células denominadas Leydig ou células intersticiais.Epidídimos: partem dos túbulos seminíferos e têm um calibre maior;sua função é armazenar temporariamente os espermatozóides.Canal deferente: parte dos epidídimos, tem um calibre maior e pas-sa pelas virilhas; em seguida atravessa a cavidade abdominal, contorna abase da bexiga, sofre uma dilatação denominada ampola — na qual recebeo líquido seminal fabricado pela vesícula seminal. Em seguida atravessa apróstata, recebendo o líquido prostático, e vai eliminar o esperma ou sêmen(conjunto dos espermatozóides e dos líquidos seminal e prostático) pela uretra.Vesículas seminais: também são em número de duas, localizam-se aolado da próstata; contribuem para a formação do sêmen, pois fabricam olíquido seminal.Próstata: glândula produtora de secreção que faz parte da composiçãodo esperma e é lançada no ducto ejaculador, que é uma continuação docanal deferente e desemboca na uretra.Glândula de Cowper ou glândulas bulbouretrais: sob a ação dos es-tímulos sexuais, produz um muco de consistência lubrificadora que tem porfinalidade auxiliar no ato sexual.Uretra: canal comum aos sistemas urinário e reprodutor. Inicia-se na bexi-ga urinária, atravessa a próstata e o pênis, recebendo as secreções das glân-dulas de Cowper, os espermatozóides e os fluidos prostáticos e seminais queformam o esperma ou sêmen. Durante o ato sexual sofre intensos movimentosperistálticos, projetando o esperma para fora. É o processo da ejaculação.Pênis: é o órgão copulador masculino. Abriga grande parte da uretra, ocorpo esponjo e o corpo cavernoso. Quando estimulado, ocorre dilataçãodas artérias e grande quantidade de sangue fica retida nos tecidos esponjo-sos, fazendo com que o pênis aumente seu volume, tornando-se rijo e ereto. corpos bexiga urináriapróstata cavernosos ductoejaculatóriouretra vesícula seminalânus pênis ducto glandedeferenteescrotoepidídimo testículo capítulo 14 241
  • 240. E S P E R M ATO G Ê N E S E Formação do gameta masculino — espermatozóide. Trata-se de umacélula minúscula, altamente especializada, com formato hidrodi-nâmico, cujas características constituem adaptações que facilitam sua lo-comoção em meio líquido. A cabeça — parte volumosa da célula — é formada pelo núcleo, oqual se encontra envolvido por uma fina camada de citoplasma. Na parteanterior da cabeça, há uma bolsa cheia de enzimas digestivas, originadado complexo de Golgi, denominada acrossomo, cuja função é perfurar oóvulo no momento da fecundação. Após a parte intermediária, existe oflagelo, cujos movimentos permitem a locomoção dos espermatozóidesaté o óvulo (gameta feminino). Sua formação compreende quatro fases.1 – fase germinativa ou de multiplicação Células germinativas, diplóides, precursoras dos espermatozóides, dividem-se por mitose, originando as espermatogônias, que são cé- lulas diplóides. No sexo masculino, a fase de multiplicação pode ocorrer durante toda a vida do indivíduo.2 – fase de crescimento É uma fase rápida, em que as espermatogônias tornam-se maiores, passando a denominar-se espermatócito I, ou de primeira ordem, ou simplesmente cito I. Até essa fase de crescimento, as células são diplóides.3 – fase de maturação Os espermatócitos de primeira ordem passam por meiose, originan- do quatro células haplóides, que podem apresentar caracteres dife- rentes devido à ocorrência de crossing-over e permutas gênicas no início da divisão I da meiose. Na primeira divisão meiótica, cada espermatócito de primeira ordem origina dois espermatócitos de se- gunda ordem — ou cito II — que já são células haplóides. Na segun- da divisão da meiose, cada espermatócito II origina duas células haplóides, denominadas espermátides.4 – fase de diferenciação ou espermiogênese Cada espermátide sofre grandes transformações, dando origem aos espermatozóides.242capítulo 14
  • 241. F UNÇÕES DE RELAÇÃOÓ RGÃOS DOS SENTIDOSPor meio dos órgãos dos sentidos os animais são capazes de relacio-nar-se com os ambientes externos e internos do corpo.É possível distinguir estímulos sonoros, luminosos, odoríferos,gustativos e dolorosos. A sensibilidade que permite identificar todas es-sas variações deve-se à múltipla variedade de neurônios presente no cé-rebro, e cada um reage de forma diferente quando estimulado. Na percep-ção dos sentidos atuam neurônios receptores, condutores e transforma-dores. O conjunto de receptores responsáveis pelas funções de relação étambém chamado de sistema sensorial.VISÃONos animais superiores, os receptores da visão são os olhos. Eminvertebrados distinguem-se olhos simples (ocelos) e olhos compostos(formados por numerosos omatídios). O olho humano é formado pela superposição de três envoltórios: aesclerótica (branco do olho), que na sua parte anterior é transparente esaliente e recebe o nome de córnea; a coróide, parte intermediária e ricaem vasos sanguíneos, responsáveis pela nutrição do olho. Na parte ante-rior da coróide forma-se a íris, músculo pigmentado responsável pela cordo olho, com capacidade de se contrair e relaxar. No centro da íris existeum orifício denominado pupila, por onde a luz penetra no olho. Atrás dapupila, encontra-se o cristalino, lente biconvexa com alto poder de acomo-dação, proporcionada pela contração ou relaxamento dos músculos ciliares. A camada mais interna é a retina, que apresenta neurônios e célulasfotossensíveis. Na parte que fica dentro do globo ocular existe uma região àqual chega a luz, denominada mácula lútea, em cujo centro está a fovea centralis.Na mácula líntea encontram-se células capazes de identificar estí-mulos luminosos: os cones e os bastonetes. Os cones encontram-se nafovea centralis e permitem perceber as cores. O bastonetes localizam-sena periferia da mácula líntea e percebem os contrastes entre claro e es-curo, permitindo identificar imagens, mesmo em ambientes obscuros. A formação da imagem: Até chegar à retina, a luz atravessa a pupila,o humos aquoso (líquido transparente localizado entre a córnea e a íris),o cristalino (que focaliza a imagem na fovea centralis) e o humor vítreo capítulo 14 243
  • 242. (líquido transparente, localizado entre o cristalino e a retina). A luz chega à retina, suas células, estimuladas, enviam ao encéfalo os impulsos ner- vosos através do nervo óptico. escleróticaíriscâmaracoróide túnicasposterior, retinacom humor córnea vítreoponto cegoocelos Foveacristalino centraliscâmaraanteriornervoligamentosópticosuspensores Planária do cristalinomúsculo externo O olho compostoOlho humanode um artrópode A LGUNS DEFEITOS DA VISÃOPresbiopia (vista cansada): Com a idade, o cristalino perde a capaci- dade de acomodação, dificultando a focalização dos objetos próximos. Essa dificuldade pode ser corrigida com lentes convergentes.Miopia: Ocorre quando o globo ocular é mais longo que o normal. Em conseqüência, a imagem é focalizada antes da retina. O míope tem dificulda- de de enxergar de longe. A correção dessa dificuldade pode ser feita com lentes divergentes. A hipermetropia é o inverso da miopia.Astigmatismo: A curvatura defeituosa da córnea direciona os raios lumi- nosos de maneira desigual, fazendo com que as imagens refletidas fiquem fora de foco. A correção dessa dificuldade pode ser feita com lentes cilíndricas. Daltonismo: Incapacidade de identificar as cores, devido a uma defi- ciência genética. A dificuldade maior está nas cores vermelho e verde. AUDIÇÃO Praticamente a audição surgiu a partir dos vertebrados, e o órgão da audição é o ouvido. Em sua grande maioria os invertebrados não possuem o sentido da au- dição; alguns apresentam órgãos mais relacionados ao equilíbrio do que à audição, e esses órgãos podem estar localizados no abdome, no tórax, nas patas. Alguns insetos produzem sons esfregando as patas contra as asas. 244capítulo 14
  • 243. AUDIÇÃO NOS V E RT E B R A D O SPeixes: além da linha lateral que acusa vibrações da água e algunssons emitidos por outros animais, os peixes apresentam o ouvido interno, oqual está mais relacionado ao equilíbrio do que à audição. Nos vertebrados terrestres o ouvido possui a capacidade de amplifi-car os sons. Nos anfíbios, a membrana timpânica ou tímpano amplia o som etransmite as vibrações para o ouvido médio. Nos répteis e nas aves: ocorre o mesmo processo que nos anfíbios.A diferença está mais na parte externa, pois os répteis e as aves já apre-sentam um pavilhão auditivo externo rudimentar e o tímpano fica em umadepressão da cabeça: o ouvido médio.AUDIÇÃONOSMAMÍFEROSO ouvido, que é o órgão receptor da audição, divide-se em três regiões:Ouvido externo: formado pelo pavilhão da orelha e pelo canal auditivoexterno. Mostra-se fechado internamente pelo tímpano. Ouvido médio: com um formato de caixa, contendo em seu interior trêsossículos (martelo, estribo e bigorna) responsáveis pela propagação das vi-brações do som, comunica-se com o ouvido interno e com a faringe, porintermédio da trompa de Eustáquio ou tuba auditiva. Ouvido interno: aí está situado o labirinto; abrange o vestíbulo (utrículocom três canais semicirculares) e a cóclea ou caracol. Nos canais semicircu-lares encontram-se estruturas que permitem a percepção da posição do cor-po (noção de equilíbrio). Na cóclea estão presentes estruturas que permitema percepção dos sons e ruídos, chamadas órgãos de Corti. Do ventrículo sai o nervo vestibular, que vai terminar no cerebelo. Dacóclea sai o nervo coclear, que vai ao cérebro. Num certo ponto os dois sejuntam e formam o nervo acústico. Interpretação dos sons e ruídos: o som chega ao pavilhão auditivo,passa para o interior do canal auditivo externo e provoca vibração no tím-pano. Os ossículos presentes no ouvido médio recebem essas vibraçõese as transmitem à membrana da janela da oval; daí as vibrações atingema endolinfa (líquido que preenche os canais semicirculares). Em seguidaas vibrações da endolinfa excitam as células ciliadas sensitivas do órgãode Corti, de onde o nervo coclear se encarrega de transmitir os estímulosaté o centro da audição, localizado nos lobos temporais do córtex cere-bral, produzindo a sensação de som. capítulo 14 245
  • 244. O L FATO O sentido do olfato é captado pela mucosa pituitária, localizada nacavidade nasal. Na mucosa pituitária estão presentes quimiorreceptorescapazes de perceber o estímulo provocado por moléculas ou partículaslevadas pelo ar e depositadas sobre a superfície úmida da mucosa. Quandoisso ocorre, as terminações nervosas presentes na pituitária geram im-pulsos nervosos, que são transmitidos aos centros cerebrais, onde sãointerpretados e se tornam conscientes. Graças ao olfato os animais po-dem localizar alimentos, parceiros sexuais, predadores a distância. Emalguns invertebrados, como os insetos, os quimiorreceptores olfativos estãoespalhados pelo corpo, e comumente localizam-se nas antenas.P A L A DA R OU G U S TA Ç Ã OO órgão sede é a língua. A gustação permite aos animais identificarsubstâncias pelo contato físico entre os receptores químicos e as subs-tâncias a serem identificadas.Os corpúsculos gustativos responsáveis pela gustação encontram-se distribuídos pela língua — papilas gustativas. As papilas apresentam-se salientes na superfície da língua e são formadas por células epiteliaismodificadas; apresentam também microvilosidades que reagem a diver-sos tipos de substâncias químicas, e terminações nervosas.As papilas gustativas são de três tipos: caliciformes, fungiformes efiliformes. As caliciformes apresentam um formato de cálice, localizam-se nabase superior da língua e são sensíveis ao sabor amargo; as fungi-formes encontram-se na superfície mediana da língua e são mais sensí-veis aos sabores ácido, salgado e doce; as filiformes situam-se em toda aface superior da língua e têm função tátil.São encontradas papilas gustativas nas patas de certos insetos enos tentáculos do polvo.TATO Os órgãos sede são a pele e as mucosas. Tanto a pele como as mucosas são dotadas de corpúsculos senso-riais, responsáveis pela percepção de calor, frio, dor e pressão.Nos invertebrados, os receptores tácteis são encontrados nos tentá-culos dos celenterados e nas antenas dos artrópodes.246capítulo 14
  • 245. No homem as terminações nervosas podem ser encontradas livres esão responsáveis pela percepção da dor. Já os corpúsculos sensoriaisapresentam atividades específicas.Corpúsculos de Meissner: responsáveis pelo tato superficial. (Fig 14.49)Corpúsculos de Vater-Paccini: receptores da pressão. (Fig 14.50)Corpúsculos de Ruffini: responsáveis pela percepção do calor. (Fig 14.51)Corpúsculos de Krause: responsáveis pela percepção do frio. (Fig 14.52)Fig. 14.49Fig. 14.50Fig. 14.51Fig. 14.52SISTEMA DE S U S T E N TA Ç Ã OOSSOS E MÚSCULOSOs vertebrados, de um modo geral, possuem um rígido sistemaintegrado, formado por ossos, músculos e articulações, responsáveispelos seus movimentos, pela sua sustentação e também com finalida-de de proteção, principalmente de órgãos internos.Ossos: órgãos que constituem o esqueleto nos vertebrados (comexceção dos peixes cartilaginosos). São tecidos vivos que se desen-volvem junto com o animal, sendo responsáveis pelo aumento de ta-capítulo 14247
  • 246. manho do corpo, protegendo o sistema nervoso central, respondendopela produção das células sanguíneas. O esqueleto pode ser de carti-lagem – como o esqueleto provisório dos embriões ou os peixescondrictes – ou de ossos, como nos vertebrados. Divide-se o esqueleto dos vertebrados em duas partes: axial eapendicular.ESQUELETO AXIALConstituído pelo crânio, coluna vertebral, costelas e esterno.Crânio: caixa óssea ou cartilaginosa que protege principalmente osórgãos dos sentidos e o encéfalo. O crânio compreende o neurocrânio,que protege o encéfalo, e o esplancnocrânio, que forma a face. Coluna vertebral: formada por ossos articulados denominadosvértebras. Na espécie humana há 33 vértebras, cada uma apresentan-do as seguintes partes: o corpo: os arcos e as apófises (prolongamen-tos das vértebras). Como as vértebras se dispõem umas sobre as ou-tras, o conjunto de arcos neurais forma o canal vertebral, em cujo inte-rior está a medula espinhal. Vista anteriorVista lateral esq.colunacervicalcolunatorácica Vértebra torácicacolunalombarprocessoforamesacro espinhosovertebralcóccix processocorpo datransverso vértebraColuna vertebral Vértebra cervical248 capítulo 14
  • 247. As costelas formam a cai-escápulaesternoombroxa torácica: são 12 pares. Na ou cintura clavículaparte posterior prendem-se as escapularcostelaapófises de coluna vertebral.Na parte anterior do tronco, oscartilagem costaldez primeiros pares presos aoesterno e os dois últimos livressão as costelas flutuantes.costelaverdadeira costela costelaTórax: vista anteriorflutuante espúria vértebra torácicaESQUELETOAPENDICULAR Constituído pela cintura escapular e pelos membros anteriores, e pelacintura pélvica com os membros inferiores. A cintura escapular (ombro) é formada pelos ossos: clavícula, escápulae corocóide. A cintura pélvica (bacia) é formada pelos ossos íleo, ísquio e púbis. Nos vertebrados, os membros anteriores dividem-se em braço, ante-braço e mão. No braço existe um único osso – o úmero –; no antebraço,dois ossos – o rádio e o ulna (cúbito). Na mão estão o carpo, o metacarpo e as falanges. Os membros inferiores dividem-se em: coxa, perna e pé. Na coxa, um único osso – o fêmur –; na perna, dois ossos – a tíbia ea fíbula (perônio) –; e no pé – o tarso, o metatarso e as falanges. cabeçacoluna vertebral membro superiormembroinferiorO esqueleto humano capítulo 14 249
  • 248. MÚSCULOSOs músculos são formados por células geralmente alongadas, queapresentam em seu interior a proteína fibrila, responsável pelas contraçõesmusculares. Os movimentos do corpo devem-se às contrações dos mús-culos.A partir dos cnidários e nos demais invertebrados, devido à ausênciade um esqueleto ósseo, os músculos são os únicos responsáveis pelosmovimentos dos mesmos e já apresentam uma musculatura lisa e estriada.Nos vertebrados existem três tipos de músculos: liso, estriadoesquelético e estriado cardíaco.Musculatura lisa: de contração involuntária, encontrada nas paredesde órgãos ocos (estômago, intestinos, vasos sanguíneos, entre outros).Musculatura estriada esquelética: prende-se ao esqueleto. Temcontrações voluntárias e rápidas.Musculatura estriada cardíaca: forma o miocárdio (musculatura in-termediária e mais desenvolvida do coração) e é responsável pelosbatimentos cardíacos. Apresenta discos intercalares que facilitam apassagem de estímulos de uma célula a outra.E QUILÍBRIOENTRE AS FUNÇÕESH OMEOSTASE A harmonia e a eficiente integração dos sistemas que formam umorganismo permitem a existência de uma vida em equilíbrio. Homeostaseé, portanto, o equilíbrio dinâmico entre os sistemas de um organismo, quepermite regular o estado físico do protoplasma celular, regular o pH, aconcentração osmótica, evitando que ele se desequilibre em relação àsvariações do meio. Um dos principais mecanismos da homeostase é aosmorregulação, que estudamos anteriormente.C OORDENAÇÃOSabemos da necessidade do trabalho harmonioso e integrado entreos sistemas que formam um organismo para que este possa viver emequilíbrio. Mas, para que esse equilíbrio ocorra, há necessidade de siste-mas de comando e de coordenação. A coordenação das funções do servivo é realizada por dois sistemas: o nervoso e o hormonal.250capítulo 14
  • 249. SISTEMAN E R VO S OResponsável pela percepção de estímulos, tanto internos como ex-ternos, por sua condução e pela organização de respostas.Ausentes nos poríferos, surgem pela primeira vez células nervosasdifusas nos cnidários. Nos platelmintos, surge um sistema nervosoganglionar (os neurônios se associam, formando aglomerados deneurônios situados na cabeça). A partir dos anelídeos, o sistema nervosoganglionar começa a se aperfeiçoar; surgem gânglios cerebróides e umgânglio subfaríngeo, que se comunica com um duplo cordão nervosoganglionar de localização ventral. Ao longo do cordão nervoso os pares degânglios possuem uma certa autonomia; é por isso que, mesmo depois deo animal cortado, os pedaços separados continuam a movimentar-se.Nos insetos e moluscos cefalópodes, o sistema nervoso ganglionar apre-senta gânglios cerebróides desenvolvidos e uma cadeia ganglionar ventral. OSSISTEMAS N E R VO S O S DOS I N V E RT E B R A D O S1a 2b Diagrama de um inseto: 1. cérebro; 2. cadeia ganglionar ventral. Aproveite para rever: a. coração lacunoso (sist. circulatório); b. tubos de Malpighi (sist. excretor).Planária com o seuprecário sistemanervoso ganglionar a 1c b 2 d3 Anelídeo (minhoca) mostrando: 1. gânglios cerebróides; 2. gânglios periesofágicos; 3. rede Sistema nervoso rede de células ganglionar ventral; a. boca; b. faringe; c. grande difuso de um pólipo nervosas vaso dorsal; d. nefrídias. (celenterado)capítulo 14251
  • 250. O SISTEMA N E R VO S ODOS V E RT E B R A D O SApresenta-se disposto dorsoventralmente e protegido pela caixacraniana e pela coluna vertebral.Subdivide-se em dois grandes componentes: sistema nervoso cen-tral (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP).S ISTEMANERVOSO CENTRAL ( SNC ) É formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo, porsua vez, é composto de vários órgãos: o cérebro (formado por dois he-misférios), o diencéfalo, o cerebelo e o bulbo.As informações captadas pelo organismo, tanto de origem internacomo externa, são encaminhadas à medula e ao encéfalo, onde são pro-cessadas e as respostas são elaboradas.O sistema nervoso periférico é formado por uma rede de nervos e gângliosespalhados pelo corpo e por 12 pares de nervos cranianos, que partem doencéfalo, e por 31 pares de nervos raquidianos que partem da coluna.hemisfério cerebralnervoscranianoscerebelonervos plexocervicaisbraquialmedulanervosespinhaltorácicosnervo radial nervo medianonervos nervo ulnarlombaresnervossacrais plexosacralnervopudendonervo nervo ciáticofemoralnervo fibularnervo fibularsuperficialcomum nervo tibial posterior nervo fibular profundo Sistema nervoso central e periférico252 capítulo 14
  • 251. ENCÉFALO Na superfície do cérebro encontram-se sulcos que se dilatam em gi-ros; chamada de córtex cerebral, é a região mais desenvolvida do cére-bro, onde se processa e armazena a maior parte das informações.Entre todos os animais, o homem é o que apresenta o maior cérebroem relação ao tamanho do corpo. cérebro cerebelopontebulbo medula O encéfalo e a medula formam o sistema nervoso central humanoP R I N C I PA I S ÓRGÃOS DOSNC: cerebelo: situado abaixo do cérebro e atrás da ponte, é o órgão queregula o equilíbrio corporal. Está conectado a receptores periféricos loca-lizados no ouvido interno e que enviam mensagens aos centros de con-trole do equilíbrio localizado no cerebelo. Além disso, recebe informaçõessobre articulações, músculos e visão.ponte ou protuberância: situa-se acima do bulbo e abaixo docerebelo. Sua função é conduzir o impulso nervoso e está relacionadocom reflexos associados às emoções (riso, lágrimas etc.).bulbo: localizado acima da medula espinhal, exerce as funções decondutor de impulsos nervosos, comanda o ritmo cardiorrespiratório ecertos atos reflexos, como deglutição, sucção, mastigação, vômito, tosse,secreção lacrimal e piscar dos olhos. diencéfalo: constituído pelo tálamo e hipotálamo. O hipotálamo contémcentros de controle da temperatura corporal; do apetite; da sede; do sono e dealgumas emoções. Está ligado à hipófise, principal glândula endócrina, situadana base do cérebro, controlando o sistema hormonal. O tálamo recebe asinformações sensoriais e as redireciona às áreas específicas do cérebro.capítulo 14 253
  • 252. cérebro: é o local onde nossas sensações, nossas funções motorassão controladas. É o centro da memória e do intelecto. Cerca de 80% dosneurônios do encéfalo encontram-se no cérebro. É separado em dois he-misférios, unidos por uma região denominada corpo caloso. Cada hemis-fério é dividido em quatro regiões denominadas lobos: o frontal, o parietal,o temporal e o occipital. CÓRTEX MOTOR Controla os músculos CÓRTEX SOMATO- CÓRTEX PRÉ-MOTORvoluntáriosSENSORIAL Controla osRecebe e analisa os ÁREA MOTORAimpulsos enviados pelos movimentosSUPLEMENTAR inconscientes, como oórgãos dos sentidos balanço dos braços espalhados pelo corpo inteiro quando você anda2CAMPO DO 1 OLHO FRONTAL 1- LOBO FRONTAL3CENTRO 2 - LOBO PARIETAL AUDITIVO 3 - LOBO TEMPORAL4 4 - LOBO OCCIPITALCENTRO VISUALÁREA DE Na parte de trás do 5 - BULBO 5BROCA cérebro, é a áreaFica no ladoresponsável pelaesquerdo do CEREBELOrecepção e ÁREA PRÉ-FRONTAL cérebro e Cuida do equilíbrio do corpo. interpretação dos É a área encarregada das controla os Sem ele, você teria de se estímulos visuais atividades intelectuaismúsculos da falaconcentrar em cada passoCÓRTEX CEREBRALComo vimos, a superfície mais externa do cérebro recebe o nome decórtex cerebral, formada pelo corpo dos neurônios, o que dá a essa re-gião uma cor acinzentada. As fibras (axônios e dentritos) dos neurônios,que saem e chegam ao córtex cerebral, estão mais internas e constituema substância branca, em função da mielina que envolve os axônios. medula espinhal: é uma haste cilíndrica que percorre o interior docanal raquidiano; é condutora de impulsos nervosos e sede dos atos re-flexos. Internamente apresenta o corpo dos neurônios, dando a essa re-gião uma cor acinzentada, e externamente ficam os axônios mielinizados,constituindo a substância branca.254capítulo 14
  • 253. SISTEMAN E R VO S O PERIFÉRICO (SNP)Formado pelo conjunto de nervos cranianos e gânglios que partemdo encéfalo, e que nos peixes e anfíbios são em número de 10 pares; nosrépteis, nas aves e nos mamíferos são em número de 12 pares.Faro finoNervoPeriscópioolfativo O nervo óptico envia aoÉ a estradacérebro tudo o que a visão Gira-girados cheirosconsegue captarOculomotor, troclear eabducente. Esses trêspares de nervos sãoacionados sempre quevocê dirige o olhar paraum lado ou para o outroCaixa de somO nervo acústicoleva ao cérebro osimpulsos sonoroscaptados pelaaudição. Tambémgarante o equilíbriodo corpo, em conexãocom o cerebeloDonos da línguaO glossofaríngeoe o hipoglossofazem a sua línguase mexerPau pra toda obraO vago é o único dosnervos cranianos quenão atua sobre acabeça. Ele age sobreos batimentos docoração, os pulmões e Espelho da almao sistema digestório, O nervo facial dáentre muitos outros expressão ao seu O mastigador Nem te ligoórgãos rosto, leva o gostoO trigêmeo O nervo espinhal da comida ao controla todos controla os cérebro eos músculosombros e o comanda as da mastigaçãopescoço lágrimasOs 12 pares de nervos cranianos e suas respectivas funçõescapítulo 14255
  • 254. Na espécie humana, são compostos de 31 pares e por nervos es-pinhais ou raquidianos que partem da medula.Os nervos são cordões esbranquiçados, formados por fibras ner-vosas (axônios) e reunidos ou arranjados em feixes, envolvidos portecido conjuntivo, que levam e trazem impulsos do encéfalo, da medulae dos gânglios, estabelecendo comunicações com os órgãos dos sen-tidos e órgãos internos, denominados receptores. Os efetores levammensagens do sistema nervoso central para os músculos e para asglândulas.Dependendo da direção que segue o impulso nervoso, os nervosclassificam-se em:Sensitivos ou aferentes: o impulso parte dos receptores e vai atéo S.N.C.. Motores ou eferentes: o impulso parte do S.N.C. e vai até os ór-gãos efetores.Mistos: quando possuem fibras sensitivas e motoras ao mesmo tempo.Os nervos eferentes ou motores do sistema nervoso periférico po-dem ser divididos em duas partes: o sistema nervoso somático ou vo-luntário e o sistema nervoso autônomo ou vegetativo.Sistema nervoso voluntário: é o sistema que controla nossa vidaem relação ao ambiente, permitindo responder conscientemente nos-sas respostas aos estímulos recebidos; normalmente controla os mús-culos esqueléticos. Podem ocorrer, no entanto, algumas respostasinvoluntárias; é o que ocorre nos atos-reflexos, nos quais a respostavai até a medula e volta pela medula, sem passar pelo cérebro.Arco reflexo: reflexos são atos de ação involuntária que resultamdo estímulo que um órgão sofre. Os reflexos medulares ocorrem sem aparticipação dos órgãos superiores, pois a resposta é elaborada naprópria medula.Arco reflexo é o conjunto de neurônios necessários à execução deum ato reflexo. O arco reflexo é um dos reflexos mais simples, pois éconstituído por um número reduzido de neurônios (sensitivos, de asso-ciação e motor). Um exemplo de arco reflexo é o patelar, que consistena imediata extensão da perna, quando se bate com um martelo de256 capítulo 14
  • 255. borracha no músculo quadríceps. Este ato é constituído por doisneurônios: um aferente e outro eferente motor. A pancada no tendãoestimula os receptores tácteis, originando o impulso, provocando a ex-tensão da perna. São chamados reflexos medulares.Reflexos condicionados: são aqueles adquiridos por meio de umprocesso de aprendizagem, de adestramento ou de dados computa-dos na memória. Exemplo de reflexo condicionado: o fisiologista russo Ivan Petro-vitch Pavlov condicionou os cães a realizarem tarefas ao ouvir o som deuma sinaleta, pois toda vez que soava a sinaleta o cientista ofereciacomida aos animais.Sistema nervoso autônomo: controla, de forma involuntária, nossavida. Formado por nervos que levam impulsos à musculatura lisa, àsglândulas e ao músculo cardíaco. Tem ação decisiva na manutençãodo equilíbrio entre as funções internas, isso é, da homeostase.O sistema nervoso autônomo é praticamente motor e subdivide-seem dois tipos de nervos: simpático e parassimpático. Eles funcionamsempre em antagonismo, do que resultam as atividades equilibradasdos órgãos. Exemplo de ações antagônicas dos nervos simpático eparassimpático: enquanto o parassimpático estimula a secreção do sucogástrico, o simpático a inibe.A ação das duas divisões é devida à liberação, pelas terminaçõesnervosas das fibras, dos mediadores químicos (neurormônios)noradrenalina – pelas fibras simpáticas –, e acetilcolina – pelas fibrasparassimpáticas.Outros exemplos:Órgãos SimpáticoParassimpáticoCoraçãoacelera (taquicardia)retarda (bradicardia)Vasos sanguíneos contraidilataEstômago paralisa excitaBexiga relaxa contraiPupilasdilata contraicapítulo 14 257
  • 256. Íris: contração Parassimpático Íris: dilataçãoda pupilada pupila SimpáticoGlândulasGlândulas salivares:salivares: secreçãosecreção viscosa efluida e abundante pouco abundanteFreqüência Freqüênciacardíaca diminui cardíaca aumentaBrônquiosBrônquiosdiminuem dilatamPeristaltismoPeristaltismoaumentadiminui Bexiga:Bexiga: contraçãorelaxamentomuscular e muscular erelaxamento do contração doesfíncter da uretraesfíncter da uretraE tambémE tambémPressão sanguínea diminui; músculosPressão sanguínea aumenta; músculos eretoreseretores dos pêlos: ausência deinervações; portanto, não há ação sobre odos pêlos: ereção dos pêlos; vasos sanguíneosmúsculo. Vasos sanguíneos periféricos:periféricos: vasoconstrição; glândulas lacrimais:nenhuma ação; glândulas lacrimais:secreção escassa; atividade mental aumenta;secreção abundante; atividade mentalmetabolismo basal aumentadiminui; metabolismo basal diminui O sistema nervoso autônomo e alguns órgãos que estão sob sua regulaçãoSISTEMAHORMONAL Formado pelas glândulas endócrinas ou de secreção interna, o siste-ma hormonal juntamente com o sistema nervoso, controla as atividadesequilibradas dos diversos sistemas do corpo. As glândulas endócrinas sãoassim denominadas porque produzem substâncias químicas secretadasdiretamente no sangue denominadas hormônios. Hormônios são portan-to substâncias químicas produzidas por glândulas endócrinas, ou por cé-lulas isoladas, que são lançadas no sangue, vão agir em dois locais dis-tantes, estimulando ou inibindo as funções de certos órgãos alvos.P RINCIPAIS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS HUMANAS ESEUSHORMÔNIOS Antes de estudarmos as glândulas, vamos analisar uma glândulaendócrina e o mecanismo que regula suas funções. Glândulas endócrinassão aquelas desprovidas de canais excretores; por isso, lançamdiretamente no sangue os hormônios produzidos. Vimos que determina-258 capítulo 14
  • 257. da quantidade de hormônio no sangue pode estimular ou inibir as atividadesdo órgão alvo. Essa regulação endócrina ocorre por meio de um mecanis-mo conhecido como realimentação ou feedback, que pode ser negativoou positivo.Exemplo de feedback (retroalimentação) negativo: A adeno-hipófise produz e libera o hormônio F.S.H. (hormônio folículo-estimulante) que, através do sangue, chega até os ovários, atuando sobre eles. Sob a ação do F.S.H., um folículo de Graaf inicia seu processo deamadurecimento para produzir o óvulo. Durante o amadurecimento, ofolículo produz o hormônio estradiol (hormônio sexual feminino). Quantomais F.S.H. vem da adeno-hipófise, mais estradiol é produzido pelo folículo.Assim, a taxa de estradiol sobe muito no sangue, até chegar a um nívelem que, ao passar pela hipófise, bloqueia a produção de F.S.H.. Está aíum feedback negativo, pois, com a parada da produção de F.S.H., cessatambém a produção de estradiol. Exemplos de feedback positivo: a glândula adeno-pófise produzhormônio tireotrofina, que estimula a glândula tireóide a produzir ohormônio tiroxina. Aumentando o hormônio tiroxina no sangue, a produ-ção do hormônio tireotrofina se reduz, fato que provoca a inibição datireóide. Quando o nível de tiroxina no sangue se torna baixo, a adeno-hipófise volta a secretar tireotrofina e o mecanismo recomeça. Hipófise ou pituitária: localizada na base do cérebro, apresenta duasregiões distintas: a neuro-hipófise ou hipófise posterior, e uma porção an-terior à adeno-hipófise. Sabe-se hoje que ela está sob o controle do hipotá-lamo (parte do sistema nervoso central).A neuro-hipófise armazena hormônios fabricados pelo hipotálamo. Osprincipais são:ocitocina: que provoca as contrações da musculatura do útero naocasião do parto.Atua também nas glândulas mamárias, provocando a contração eejeção do leite.hormônio antidiurético (ADH): atua nos túbulos renais, promoven-do a reabsorção da água. A deficiência desse hormônio provoca grande perda de água, ocasio-nando o diabetes insípido. capítulo 14259
  • 258. O ADH é conhecido também como vasopressina. Principais hormônios produzidos pela adeno-hipófise ou lobo ante-rior da hipófise:Hormônio de crescimento ou somatotrópico (STH ou GH)Funções: estimula o crescimento da criança e do jovem, aumentandoo número de mitoses e da síntese de proteínas.A deficiência desse hormônio, na criança, provoca o nanismo. Quan-do é produzido em excesso provoca o gigantismo. Se esse problema sur-ge na fase adulta, provoca a acromegalia (crescimento das extremidades,como mãos e pés).Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH): atua na região cortical dassupra-renais, estimulando a produção dos hormônios cortisona ealdosterona.Prolactina (LTH): estimula a produção do leite pelas glândulas ma-márias durante a lactação.Tirotrofina – estimulante da tireóide (TSH): estimula a síntese dehormônios tireoidianos os quais irão atuar no metabolismo celular. Hormônio folículo-estimulante (FSH) – Gonadotrofia: atua nos ová-rios, estimulando o desenvolvimento dos folículos ovarianos, no interiordos quais ocorre a maturação dos óvulos. No homem, estimula a produ-ção dos espermatozóides.Hormônio luteinizante (LH) – Gonadotrofina: atua no rompimentodo folículo ovariano, o que resulta na liberação do óvulo. Ocorrendo aruptura, o folículo transforma-se em corpo lúteo ou corpo amarelo. Nohomem, atua nos testículos, estimulando a síntese de testosterona(hormônio sexual masculino).Hormônio melanotiófico (MSH): relaciona-se com a coloração dapele em anfíbios e répteis. Nos seres humanos e outros mamíferos, há também produção deMSH, mas sua atuação no organismo é desconhecida.TIREÓIDESitua-se sob a traquéia, abaixo da laringe, em forma de H. Produzdois hormônios: tiroxina e triiodotiomina, que ativam o metabolismo celu-lar, exercendo papel fundamental no desenvolvimento do organismo.260capítulo 14
  • 259. A disfunção dessa glândula pode provocar:• falta dos hormônios provoca o hipotireoidismo, que no adulto provo-ca aumento de peso, apatia, queda na freqüência cardíaca, engrossa-mento da pele (mixedema). Na criança pode provocar o retardamen-to físico e mental.• excesso dos hormônios da tireóide provoca o hipertireoidismo, queocasiona magreza, nervosismo, inquietação, sono agitado e o bócio,provocado pelo acúmulo exagerado do colóide que encerra o hormônio. Também no hipotireoidismo pode surgir o bócio, e o bócio exoftálmico(olhos proeminentes, devido ao acúmulo de gordura atrás do globo ocular.PA R AT I R E Ó I D E SSão em número de quatro, localizadas na face posterior da tireóide. São responsáveis pela produção de paratormônios, que regulam ometabolismo do cálcio no organismo, contribuindo para sua absorção nointestino.O excesso de paratormônio provoca hiperparatireioidismo, que secaracteriza por uma acentuada retirada de cálcio dos ossos, facilitando aocorrência de fraturas e deformações ósseas.A falta de paratormônio ocasiona a redução de cálcio no sangue, pro-vocando contrações musculares denominadas tetania muscular.PÂNCREASÉ uma glândula mista, pois fabrica o suco pancreático, que é lançadono duodeno (ação exócrina da glândula) e fabrica os hormônios insulina eglucagon nas ilhotas de Langerhans, por dois tipos de células: as beta eas alfa. As células beta produzem insulina, e as alfa, o glucagon.A insulina atua sobre o metabolismo do açúcar, promove modifica-ções nas membranas das células, facilitando a entrada da glicose paraconsumo imediato. As produção insuficiente de insulina pelas células betadas ilhotas de Langerhans provoca o diabetes melito, ou seja, o excessode açúcar no sangue, e eliminação deste na urina.O glucagon tem efeito antagônico ao da insulina, aumentando aconcentração de açúcar no sangue.As supra-renais ou adrenais, localizadas sobre os rins, apresentamduas regiões distintas: o córtex e a medula.capítulo 14 261
  • 260. A região cortical (parte externa) produz os corticosteróides, deriva-dos do colesterol.Os corticosteróides dividem-se em dois grupos: os mineralocorticóidese os glicocorticóides. Mineralacorticóide – aldosterona: promove a reabsorção do sódio,cloro e H2O, nos túbulos renais. Em troca, favorece a passagem de potás-sio para o interior do filtrado, promovendo a excreção renal. Glicocorticóides – cortisol: ativa a produção de glicose a partir deproteínas e gorduras, diminui o consumo de glicose nos tecidos e deter-mina um aumento de resistência à ação da insulina. Outra propriedade do cortisol é diminuir as inflamações.O córtex da supra-renal produz também, mas em pouca quantidade,hormônios sexuais androgênicos com função semelhante ao hormôniosexual masculino testosterona.A região medular produz adrenalina ou epinefrina e noradrenalina ounorepinefrina, cujos efeitos são semelhantes aos da estimulação do sis-tema nervoso simpático.Sua liberação ocorre em situações de temor ou raiva, preparando oorganismo para reagir. Há um aumento do ritmo cardíaco, estimula a res-piração e eleva a pressão sanguínea.GLÂNDULAS SEXUAIS Ovários: As funções dos ovários são controladas pela hipófise, pormeio do FSH (hormônio folículo-estimulante), que induz o amadurecimentodo folículo de Graaf. Estes, à medida que amadurecem, produzemhormônios sexuais femininos, os estrógenos. O estrógeno atua sobre as paredes internas do útero, promovendo oseu desenvolvimento (endométrico). A partir de certa concentração deestrógeno no sangue, este passa a inibir a hipófise de produzir FSH. Apartir daí, a hipófise passa a fabricar o LH (hormônio luteinizante). Ohormônio luteinizante participa do rompimento do folículo maduro, libe-rando o óvulo (ovulação). A ovulação ocorre por volta do 14º dia do ciclo, e é a época em que amulher se apresenta fértil. Após a ovulação, sob a ação do LH, o restante das células que per-manecem no folículo transforma-se em corpo amarelo ou lúteo. Este pro-262capítulo 14
  • 261. duz o hormônio progesterona, que altera a parede do útero, preparando-opara a implantação do ovo, caso haja gravidez.Caso não ocorra gravidez, aproximadamente 14 dias após a ovula-ção, a parede uterina descama-se e é eliminada pela vagina. É a mens-truação, que é decorrente da queda súbita da taxa de progesterona. Havendo fecundação, o corpo lúteo não se degenera. A produção deprogesterona permanece alta e constante. O embrião formado é implantadona mucosa uterina, e a hipófise começa a fabricar o hormônio gonadotrofinacariônica, que tem por função manter o corpo lúteo funcionando. Até o 3ºmês de gestação o corpo lúteo permanece ativo; a partir daí começa a sedegenerar, e a incumbência de produzir estrógeno e progesterona passa aser da placenta, garantindo a continuidade da gravidez.Os estrógenos agem também sobre o sistema nervoso, estimulandoos impulsos sexuais, e são também responsáveis pelo desenvolvimentodos caracteres sexuais secundários femininos.Testículos: Os testículos são também controlados pela hipófise. OFSH (hormônio folículo-estimulante) estimula a produção de esperma-tozóides. Esta produção ocorre no interior dos túbulos seminíferos exis-tentes no interior dos testículos. O hormônio luteinizante (LH) estimula ascélulas de Leydig a produzir o hormônio testosterona.O hormônio testosterona é responsável pelo surgimento dos caracte-res sexuais secundários masculinos. testes1 – (UFRGS)Associe os processos citados na coluna da esquerda às estruturasou regiões do trato gastrointestinal (coluna da direita) onde eles ocorrem.1 – Início da digestão do amido2 – Absorção de água e concentração( ) estômagode material não digerido ( ) intestino delgado3 – Absorção de glicose, aminoácidos,( ) bocaglicerol e ácidos graxos4 – Ação digestiva da pepsina sobre as proteínas capítulo 14 263
  • 262. A seqüência correta, de cima para baixo, na coluna da direita é:a) 1–3–4b) 3 – 2 – 1 c) 3 – 4 – 1 d) 4 – 1 – 2 e) 4 – 3 – 12 – (Acaf -SC) Nas aves, répteis e insetos, os excretas nitrogenados são elimi- e nados na forma de:a)ácido úrico, que, sendo solúvel, torna o animal independente do meio aquáticob) ácido úrico, que, sendo quase insolúvel, pode ser excretado com pouca perda de águac) uréia, que, sendo quase insolúvel, pode ser excretada com pouca perda deáguad) uréia, que, sendo solúvel, difunde-se no sangue e é facilmente eliminadanos rinse) amônia, que, sendo altamente solúvel, torna o animal independente do meioaquático3 – (FURRN)Quando o eixo ântero-posterior do olho é alongado, a imagemforma-se antes da retina. Essa anomalia do aparelho da visão é conhecida como:a) presbiopia b) hipermetropia c) miopia d) astigmatismo e) estrabismo questões1 – Observe o esquema abaixo e identifique: 1 23 57 46a) os órgãos apontados pelas setas de 1 a 7b) o local onde tem início e digestão das proteínasc) o órgão que produz a bile264capítulo 14
  • 263. d) o local onde o suco pancreático é produzidoe) a região onde ocorre a absorção dos alimentosf) a região onde se forma o bolo fecal2 – (Fuv est-SP)Qual a relação funcional entre os sistemas circulatório e respi-ratório nos mamíferos? E nos insetos?3 – (Fuv est-SP)Os batimentos do coração são involuntários e estão sob ocontrole do sistema nervoso.a) Qual o ramo do sistema nervoso que executa esse controle?b) Cite um outro órgão muscular do corpo que é controlado por esse mesmoramo nervoso.4 – (Unicamp-SP)Considere as seguintes características de dois animais ver-tebrados:Animal A:I – corpo recoberto por tegumento pouco queratinizadoII – excreção de amôniaIII – fecundação externaAnimal B:I – corpo recoberto de tegumento espesso e queratinizadoII – excreção de ácido úricoIII – fecundação internaResponda:a) Qual o ambiente mais provável ocupado pelo animal A e pelo B?b) Justifique a existência de duas dessas características nesses ambientes.5 – (Fuv est-SP)Descreva a sucessão de eventos que ocorre a partir do mo-mento em que um indivíduo sofre uma leve pancada no tendão do joelho, quan-do está sentado e com a perna pendendo livremente, até a reação conseqüente.capítulo 14 265
  • 264. c a p í t u l o15GENÉTICAPodemos definir genética como sendo um dos ramos da Biologia queestuda as leis da transmissão dos caracteres hereditários nos indivíduose as propriedades das unidades que permitem essa transmissão.C ONCEITOSFUNDAMENTAIS EM GENÉTICAGene – É um segmento de molécula de DNA, responsável peladeterminação de características hereditárias, e está presente em todasas células de um organismo.Cromossomos – Filamentos de DNA, RNA e proteínas (histona) queencerram um conjunto de genes.Cromossomos homólogos – São cromossomos que formam parese são idênticos na forma (encontrados nas células diplóides); encerramgenes que determinam os mesmo caracteres.Genes alelos – São genes que ocupam o mesmo locus (lugar) emcromossomos homólogos. Estes genes atuam sobre as mesmascaracterísticas, podendo ou não determinar o mesmo aspecto. Ex.: umanimal pode ter um dos alelos que determina a cor castanha do olho, e ooutro alelo a cor azul do olho.Genótipo – É o patrimônio genético de um indivíduo presente emsuas células, e que é transmitido de uma geração para outra. Não podemosver o genótipo de um indivíduo, mas este pode ser deduzido através decruzamento, teste ou da análise dos parentais e descendentes.266 capítulo 15
  • 265. Fenótipo – É a expressão exterior (observável) do genótipo mais aação do meio ambiente. Muitas vezes a influência ambiental provocamanifestações de fenótipo diferentes do programado pelo genótipo. Essefenômeno é denominado “peristase” e pode ser exemplificado pelashortênsias, que em solo básico apresentam coloração azul, e em soloácido apresentam coloração rosa.Nem todos os fenótipos são observáveis; existem exceções, comono caso dos grupos sanguíneos. Por exemplo: uma pessoa que é do gru-po sanguíneo AB; como esse caráter não pode ser visualizado, mas podeser detectado experimentalmente, trata-se de um fenótipo. Fenocópias – Existem determinados indivíduos que apresentamcaracterísticas fenotípicas não hereditárias, que são produzidas porinfluência do meio ambiente, imitando um mutante. Ex.: nanismo hipofisário– provocado por função deficiente da glândula hipófise – simulando onanismo acondroplásico – determinado por genes dominantes etransmissíveis aos descendentes.Homozigoto ou puro – Um indivíduo é homozigoto para umdeterminado caráter quando possui os dois genes iguais, ou seja, ummesmo alelo em dose dupla. O homozigoto produz apenas um tipo degameta, quer seja ele dominante ou recessivo.Heterozigoto ou híbrido – Quando para uma determinadacaracterística os alelos são diferentes. O heterozigoto pode produzirgametas dominantes ou recessivos.Dominante – Um gene é dito dominante quando, mesmo estandopresente em dose simples no genótipo, determina o fenótipo. O genedominante se manifesta tanto em homozigoze, quanto em heterozigoze.Recessivo – O gene recessivo é aquele que, estando em companhiado dominante no heterozigoto, se comporta como inativo, não determi-nando o fenótipo. O gene recessivo só se manifesta em homozigoze.Cariótipo – Dá-se o nome de cariótipo ao conjunto de cromossomosda célula, considerando o número de cromossomos, sua forma e tamanhoe a posição do centrômero.Genoma – Dá-se o nome de genoma ao conjunto completo decromossomos (n), ou seja, de genes, herdados como uma unidade.capítulo 15 267
  • 266. G ENEALOGIA Também conhecida como heredogramas ou pedigrees, é a forma derepresentar graficamente a herança de uma ou mais características ge-néticas de uma família. Vamos conhecer os símbolos utilizados na construção da genealogiaou árvore genealógica.268 capítulo 15
  • 267. Exemplo: Analisaremos um heredograma em que existe um indivíduoafetado pelo albinismo.O albinismo é condicionado por um caráter recessivo, pois os paissão normais, mas portadores de um gene recessivo, que foi transmitidoaos filhos: II – 3 e II – 5.Convenciona-se usar letras para determinar os genes; usam-semaiúsculas para caráter dominante e minúsculas para caráter recessivo.No exemplo citado, vimos que albinismo é o caráter recessivo: entãoas denominações dos gesnes serão:fenótipo normal – AA ou Aafenótipo recessivo – aaAa AaaaConclui-se também que os indivíduos I – 1e I – 2 são heterozigotos(Aa); e os indivíduos II – 3 e II – 5 são homozigotos (aa).I MPORTÂNCIADA GENÉTICA E HEREDITARIEDADEO termo “genética” foi aplicado pela primeira vez pelo biologista in-glês William Bateson (1861 - 1926), com a finalidade de estudar os fenô-menos relacionados à hereditariedade.Hoje, a genética tem alcançado grandes avanços, permitindo aohomem receber informações valiosas no que diz respeito ao mecanismode sua herança genética. A genética se encarrega de estudar desde o funcionamento celular –como por exemplo a síntese de proteína, partindo do DNA que comanda capítulo 15 269
  • 268. essa síntese, ou pela observação dos cromossomos, identificando casosde retardamento mental, defeitos congênitos e outras anomalias – até amanipulação dos genes, conhecida como engenharia genética, que possi-bilita alterar a composição genética dos indivíduos.A genética é também a base da biotecnologia (ciência que usa se-res vivos para a obtenção de produtos de interesse do homem). Comona agropecuária, em que os conhecimentos genéticos têm permitido aseleção e o melhoramento das raças de animais e espécies vegetais,aumentando sua resistência e produtividade – são os chamados serestransgênicos, animais e vegetais com o código genético alterado e de-senvolvido para pesquisas. A genética é importante também no acon-selhamento genético, que se faz necessário quando, em uma família,existe um ou mais casos de doenças hereditárias.E NGENHARIA GENÉTICA A engenharia genética é um conjunto de técnicas de laboratório quemanipulam o DNA, o que permite modificar seres vivos. Desenvolvida apartir da década de 1970, essa tecnologia permite isolar e modificar genese eventualmente enxertá-los em células diferentes das de origem. A en-genharia genética trabalha diretamente com DNA recombinante, utili-zando as seguintes técnicas:Isolando um determinado gene de um organismo, ou de um conjun-to de células, enxerta-se esse gene em uma célula de outro organismo,de tal forma que ela passe a funcionar nessa célula, duplicando-se nor-malmente e controlando a síntese protéica que codifica – é o DNArecombinante. Essa técnica permitiu produzir substâncias úteis à indústria e àmedicina, tais como: produção industrial da insulina para tratamento dadiabete; produção de hormônios de crescimento nos tratamentos donanismo, vacina contra a hepatite B, Interferon alfa, nos tratamentosantivirais e anticâncer. Outro fator de importância é a obtenção de ani-mais e vegetais transgênicos. Animais transgênicos: são obtidos injetando-se DNA de uma espé-cie em ovos de outra. No caso de mamíferos, a fecundação ocorre invitro, isto é, fora do corpo. Tão logo ocorra a fecundação, o DNA estra-nho é injetado no ovo. Os ovos injetados são implantados no útero da270capítulo 15
  • 269. fêmea. De maneira geral o DNA injetado incorpora-se nos cromossomosda célula-ovo e são transmitidos às gerações celulares seguintes. Dessa forma, todas as células dos indivíduos transgênicos conte-rão o DNA injetado, e este será transmitido aos descendentes. O primei-ro transplante de gene foi efetuado em 1981; injetando-se genes dehemoglobina de coelho em camundongos, obteve-se camundongostransgênicos.Outro exemplo é o do transplante do gene da luciferase – enzimaresponsável pela bioluminescência de vaga-lumes – em planta de fumo.Quando as plantas transgênicas foram regadas com luciferina – subs-tância utilizada como substrato para produção da luz – elas realizaram oprocesso que ocorre nos vaga-lumes e se tornaram luminescentes.Um outro experimento deu-se com o isolamento do gene que amo-lece o tomate maduro. Inseriram uma cópia inversa desse gene, e con-seguiram atrasar o apodrecimento do tomate. Assim os tomates gene-ticamente alterados podem passar mais tempo amadurecendo nos pés. A manipulação dos genes, e a obtenção do DNA recombinante, re-sultou dos conhecimentos bioquímicos e genéticos a respeito de bacté-rias e vírus.Moléculas circulares de DNA bacteriano, denominados “plasmídios”possuem autonomia quanto à capacidade de duplicação. Quando umabactéria portadora de plasmídio se divide, as bactérias-filhas recebemo DNA plasmidial. Dessa forma os plasmidios se perpetuam através degerações bacterianas. Os plasmídios também são transmitidos de umabactéria a outra pelo processo sexuado de conjugação.Os cientistas descobriram que os plasmídios podem incorporar pe-daços de DNA do cromossomo bacteriano. Neste caso, os genes conti-dos nos segmentos incorporados funcionam normalmente e podem sertransmitidos de uma bactéria a outra.Baseando-se nesses conhecimentos, cientistas conseguiram fazercom que pedaços de DNA de diferentes organismos fossem soldadosno interior de tubos de ensaio, criando condições para formular novascombinações gênicas a partir do DNA de organismos diferentes.capítulo 15 271
  • 270. O DNA recombinante é transplan-tado para o interior de uma célula hos-pedeira, por meio de um vírus que o pa-rasita ou de um plasmídio bacteriano.Mas, para que isso seja possível, é ne-cessário implantar na molécula transpor-tadora o material genético que se dese-ja transferir para o hospedeiro. A obtenção desse material podedar-se de duas maneiras: por extração– a partir do organismo doador ou porsíntese in vitro ou utilizando a proteínaque se deseja produzir como modelopara obtenção do DNA, que codifica sua síntese.C LONAGEM E SUAS APLICAÇÕESFoi no início de 1997, quando anunciada a clonagem (cópia artificialde um ser vivo) de um animal, que o assunto tomou vulto e ficou conhe-cido em todo o mundo.Tratava-se da clonagem de uma ovelha, que recebeu o nome deDolly. Para sua concepção, não houve necessidade de união de um óvulocom um espermatozóide, obedecendo às leis naturais. De acordo com Ian Wilmut, embriologista escocês responsável pelaexperiência, os cientistas retiraram óvulos de uma ovelha adulta da raçaScottish Blackface (escocesa de cara preta), retiraram o seu núcleo eguardaram o resto. De uma outra ovelha adulta da raça Finn Dorset, fo-ram retiradas as células das glândulas mamárias. O núcleo foi retirado eguardado. Os ingredientes foram colocados em uma solução química parahibernar; sem isso as células tendem a se dividir, o que estragaria o expe-rimento. Os cientistas, em determinado momento, transferiram o núcleoda célula mamária para o óvulo da ovelha de cara preta: reconstruíramuma nova célula. Ela foi estimulada por impulsos elétricos e passou a sedividir. Algumas dessas células foram transferidas para o aparelho repro-dutor de uma outra ovelha estéril, tendo se desenvolvido a partir dessascélulas o embrião da ovelha Dolly. Como foi retirado o núcleo do óvulo daovelha de cara preta, ela não transmitiu suas características para Dolly,272capítulo 15
  • 271. que é pratica-mente idêntica àsua mãe genéti-ca clara. A ovelhaestéril, que serviucomo mãe de a-luguel, tambémnão influenciounas característi-cas de Dolly.CLONAGEME A BIOÉTICA A clonagem tem suscitado inúmeras discussões, não só a respeito dasuas possibilidades, mas também sobre se seria ético ou não clonar umser humano; com que finalidade seria feito isso? Até que ponto selecionaré vantajoso? Desde que a ovelha Dolly foi apresentada, especialistas vêm deba-tendo as implicações decorrentes desses avanços. Seria possível usar ométodo desenvolvido pelo cientista escocês para criar corpos humanosespecialmente para a produção de órgãos sobressalentes? Hoje aclonagem já deixou de ser uma grande novidade científica, pois Dolly jádesfruta da companhia de várias ninhadas de camundongos, todos per-feitamente iguais. Os métodos de clonagem caminham a passos rápidos,deixando de ser um furo científico para transformar-se, na prática, numprocedimento rotineiro de laboratório.ALGUNS EXEMPLOSDE CONTROLE BIOLÓGICO Sabemos que a palavra biotecnologia pode ser definida como umconjunto de técnicas que visam modificar os organismos vivos. O controle biológico é uma das técnicas utilizadas para combater eexterminar espécies que nos são nocivas, evitando assim grandesprejuízos, principalmente na agricultura. Essa técnica consiste em introduzirno ecossistema, infestado por alguns parasitas, um inimigo natural daespécie infestante, para que a densidade populacional dessa espécie semantenha em níveis equilibrados com os recursos do meio ambiente. Essemétodo é mais vantajoso do que o uso de agentes químicos, pois nãopolui o meio ambiente, mas pode causar desequilíbrios ecológicos.capítulo 15273
  • 272. testes1 – (Fesp-PE)Todas as características relacionadas constituem exemplos defenótipos, exceto:a) estatura e formato do nariz c) constituição genéticab) cor dos olhos d) cabelo crespo2 – (PUC-SP)O cariótipo está relacionado com:a) número de cromossomosb) forma dos cromossomosc) tamanho dos cromossomosd) todas as alternativas anteriorese) n.d.a.3 – (Cesesp-PE) gene para o albinismo somente se expressa quando está emOpar, e situa-se no mesmo locus de cromossomos que possuem carga genética seme-lhante, sendo a cor da pele, o caráter normal, transmitida por um gene que seexpressa, mesmo em dose simples. De acordo com as palavras destacadas, assinaleo conceito que lhe parece correto, respectivamente:a) homólogos – alelos – recessivos – dominantesb) alelos – recessivos – alelos – homólogosc) recessivos – dominantes – alelos – homólogosd) recessivos – alelos – dominantes – homólogose) recessivos – alelos – homólogos – dominantesquestões1 – (Compevesumc-SP) necessidade de uma comunicação mais exata entre Aos estudos de um mesmo ramo da ciência levou à criação de termos e conceitosespecíficos que devem ser utilizados com precisão e oportunidade.Nesta questão pede-se a definição de alguns termos ou conceitos utilizados commuita freqüência na genética:a) fenótipob) genótipoc) genes alelos274 capítulo 15
  • 273. c a p í t u l o 16 OS TRABALHOS DE MENDELOS TRABALHOS DEM ENDELGregor J. Mendel nasceu em 1822 eno ano de 1843 ingressou no mosteiroAltbriinn, que pertencia à Ordem dosAgostinianos, na antiga cidade de Bruiinn,Áustria, hoje Brno, República Tcheca. Com25 anos, foi ordenado mong e. No mosteiro, além das atividadesreligiosas, Mendel cultivava exemplares daespécie Pissum sativum, a conhecidaervilha-de-cheiro. Utilizando seus conhe-cimentos em botânica e horticultura,realizou cruzamentos experimentais entreespécies de ervilhas puras, obtendoervilhas híbridas. Durante oito anos (1856 a 1864)Mendel realizou experimentos consi-derando características isoladas, isto é,trabalhando uma característica da plantade cada vez, como por exemplo: a corverde ou amarela da semente, sua formalisa ou rugosa, a forma da vagem lisa ou capítulo 16 275
  • 274. ondulada. Mendel contava o número de descendentes gerados em cadacruzamento de acordo com a característica analisada. Esses dadospermitiram-lhe deduzir as leis que governam a hereditariedade.Mendel estudou outros vegetais e também alguns animais, e a escolhapela ervilha não foi ao acaso, e sim por apresentar qualidades quefacilitavam seu manuseio e suas pesquisas.Ele realizou polinização cruzada para ter certeza dos resultados deseus cruzamentos intencionais e para evitar a autofecundação.Na época (1865), seus trabalhos foram apresentados para a Europae América. Mas não foram alvo de interesse, e muito menos reconhecidos,permanecendo esquecidos por aproximadamente 35 anos. Mendel morreu em 1884, sem ter recebido em vida o reco-nhecimento.Somente a partir de 1900, quando os estudos em genética se tornaramum trabalho sistematizado, três cientistas – Hugo De Vries (Holanda), CarlCorens (Alemanha) e Erick von Tschermak (Áustria) –, pesquisandoindependente e praticamente ao mesmo tempo, chegaram às mesmasconclusões às quais Mendel havia chegado, e todos reconheceram Mendelcomo o precursor da genética.O PRINCÍPIO DA DOMINÂNCIA As características estudadas por Mendel apresentam o princípio dadominância.Quando uma espécie apresenta duas ou mais característicasfenótipicas, podemos deduzir que o locus gênico correspondente podeser ocupado por fatores ou genes que determinam o mesmo caráter, masas gerações fenotípicas podem se manifestar de diferentes maneiras. Nos estudos de Mendel, eram levadas em consideração apenas duasalternativas fenotípicas para cada caráter estudado. Exemplos: as plantas que possuem alelos iguais para ervilhasamarelas dão sempre ervilhas amarelas. As que possuem genes paraervilhas verdes dão sempre ervilhas verdes. E as que possuem, em umloci, gene para ervilhas verde e em seu loci alelo, gene para ervilha276capítulo 16
  • 275. amarela, produzirão sempre ervilhasamarelas. De onde Mendel concluiu queo alelo que determina ervilha amarela édominante sobre o alelo que determinaa verde, que passa a ser recessiva.A partir de cruzamentos entre indi-víduos da geração F1 (primeiros filhos),Mendel observou que a dominância nãose manifestava em relação a certas ca-racterísticas.Nesse caso, o descendente híbridoapresenta um aspecto diferente, como sefosse uma mistura dos dois indivíduosque lhe deram origem.Na planta chamada maravilha, quan-do se cruzam plantas de flores brancascom plantas de flores vermelhas, seusprimeiros descendentes apresentamtodos uma coloração intermediária cor-de-rosa; é o caso de ausência de domi-nância.A 1 a L EI DE M ENDEL OU“L EI DA PUREZA DOS GAMETAS ”Postulado da 1ª Lei Cada caráter é condicionado por dois fatores. Eles se separam naformação dos gametas, indo apenas um fator para cada gameta. Mendel iniciou seus trabalhos, obtendo, através de cruzamentos,linhagens puras de cada uma das características estudadas. A partir daí passou a efetuar fecundação cruzada entre plantas delinhagens diferentes, e os descendentes foram chamados de híbridos. Ageração constituída de puros era chamada geração P (ou parental). Os descendentes da geração P originaram a geração F1 (primeirageração filial). Mendel autofecundou os descendentes da geração F1 eobteve a geração F2 (segunda geração filial). capítulo 16 277
  • 276. A partir desses resultados em F2 , Mendel definiu suas conclusões. P = planta alta x planta baixa F1 = 100% plantas altas F2 = 3 plantas altas e 1 planta baixaAnalisando os resultados obtidos nas gerações F1 e F2.1º- Na geração F1 desapareceu as plantas baixas.2º- Na geração F2 as plantas baixas ressurgem em todos os cruza-mentos, na proporção de 3 x 1, ou seja, três plantas de fenótipos altos euma de fenótipo baixo. Esse resultado foi repetido para todas as caracte-rísticas estudadas.Mendel percebeu que o caráter que determina a planta baixa nãodesaparecera em F1, havia se tornado oculta e reapareceu em F2. Comessa dedução, Mendel concluiu que cada característica é condicionadapor um par de fatores (os fatores a que Mendel se refere são os genes)que existem em formas alternativas. Um que determina planta alta e outroque determina planta baixa.Cada fator de um determinado par é recebido de um dos indivíduos dageração parental. Se os fatores forem diferentes, somente um se manifesta. O fator que semanifesta é o dominante, e o que não se manifesta é o recessivo.Os dois fatores que determinam a mesma característica, separam-sedurante a formação dos gametas, de modo que os gametas são semprepuros, pois possuem um único fator de cada par.Essas conclusões integram o postulado da 1ª Lei de Mendel.278capítulo 16
  • 277. P ROPORÇÕES MENDELIANAS Geração F1 = 100% de plantas altas: os descendentes F possuem os 1mesmos genótipos e fenótipos (Bb).Geração F2 = encontram-se 3 plantas altas e 1 planta baixa.BBBb BbbbSão encontrados ainda 3 genótipos diferentes:25% ou 1/4 das plantas altas são homozigotas – BB50% ou 1/2 das plantas altas são heterozigotas – Bb25% ou 1/4 das plantas baixas são homozigotas – bbE dois fenótipos:Plantas BB e Bb = são altas - representam 75% ou 3/4Plantas bb = são baixas - representam 25% ou 1/4Essas combinações explicam as proporções genótipicas de 1:2:1, efenótipicas de 3:1.A 2 a L EI DE M ENDELConhecida também como Lei do Diibridismo, pois Mendel, apósconstatar a segregação independente dos alelos, na 1ª Lei, passou ainvestigar a reprodução das ervilhas prestando atenção em dois caracteresao mesmo tempo. Em um dos cruzamentos Mendel considerou ao mesmo tempo osseguintes caracteres: a cor e a forma das sementes de ervilha, quepodem ser:- quanto à cor: amarela ou verde- quanto à forma: lisa ou rugosa. capítulo 16 279
  • 278. A A análise isolada dessas características mostrou que a cor amarelaé dominante sobre a verde, e a forma lisa é dominante sobre a rugosa.Como sempre, Mendel utilizou ervilhas puras na geração parental:Geração P: Amarela (V V) e lisa (R R) com verde (v v) e rugosa (r r). EmF1 obteve 100% de ervilhas amarelas - lisas (V v R r) heterozigotas (híbridos).P = VVRR x vvrrGametas: VRx vrCruzando os gametas da geração parental, obtêm-se em F1 :Gametas: VRVRvr V vR r VvRrF1 vrVvRrVvRrF1: 100% VvRr (ervilhas amarelas lisas) indivíduos híbridosAutofecundando os gametas descendentes híbridos de F1, ele obteve:F: V v R r1 xV v R r (genótipos)Gametas: V R, V r, v R, v r xV R, V r, v R, v rAnalisando F2GenótiposfenótiposV V R R (1)V V R r (2)9/16 amarelas e lisas: as duas características sãodominantesV v R R (2)V v R r (4)V V r r (1) 3/16 amarelas e rugosas: um caráter dominante e outroV v r r (2) recessivoV v R R (1) 3/16 verde e lisa: um caráter recessivo e outro dominante V v R r (2)Vvrr1/16 verde e rugosa: dois caracteres recessivos280 capítulo 16
  • 279. Proporção fenótipica: 9 . 3 . 3 . 1 Analise a interpretação dos resultados da geração F2Analisando a geração F2, Mendel concluiu que: a cor da ervilhaindepende da forma da ervilha ou vice-versa. Concluiu também que ascaracterísticas resultantes obedecem às proporções da 1ª Lei de Mendel:3 dominantes para 1 recessivo.Nas 16 combinações possíveis da geração F2, evidencia que os genespara essas características segregam-se independentes:3 amarelas para 1 verde3 lisas para 1 rugosaQuando há dois ou mais pares de alelos, localizados em pares decromossomos homólogos diferentes, cada um age e se segrega do outroindependentemente, totalmente ao acaso e com a mesma probabilidade,na formação de gametas. A 2ª Lei de Mendel e a formação dos gametas: Conhecendo o genótipo de um indivíduo, podemos determinar quantostipos de gametas o mesmo poderá gerar.n Essa quantidade é dada por 2 , onde n é o número de pares de alelosem heterozigoze, no genótipo analisado.Um indivíduo de genótipo: AaBb produz quatro tipos de gametas 2(2 = 4). AB; Ab; aB; ab, se forem considerados quatro pares de alelos 4(Aa; Bb; Cc; Dd) serão: 2 = 16, serão 16 tipos de gametas.genótipopares de heterozigoze tipos de gametasAaBB121 = 2AABbCc222 = 4AaBbCc323 = 8AaBbCcDd424 = 16AaBbCCDdEeFf525 = 32AaBbCcDdEeFf626 = 64capítulo 16 281
  • 280. D —> ABCDCd —> ABCdBD —> AbcDcA d —> AbcdD —> AbcDCd —> AbCdbD —> AbcDcd —> Abcd AaBbCcDdD —> aBCDCd —> aBCdBD —> abcDcd —> abcdaD —> abcDCd —> abCdbD —> abcDcd —> abcd282 capítulo 16
  • 281. testes1 – (PUC-RS)Do casamento de Antônio com Marília, ambos normais para ocaráter pigmentação da pele, nasceu Clarice, que é albina. Qual a probabilidadede o segundo filho desse casal ser também albino?a) 100%b) 85%c) 60%d) 25% e) 10%2 – (Fuv est-SP) Considere um homem heterozigoto para o gene A, duplorecessivo para o gene D e homozigoto dominante para o gene F. Considereainda que todos esses genes situam-se em cromossomos diferentes. Entreos gametas que poderão se formar encontraremos apenas a(s)combinação(ões):a) AdF b) AADDFF c) AaddFFd) AdF e adFe) ADF e adf3 – (PUCC-SP)Qual é a probabilidade de um casal de duplo heterozigoto paradois pares de genes autossômicos com segregação independente vir a ter umdescendente com apenas uma características dominantes?a) 15/16b) 9/16 c) 6/16 d) 3/16e) 1/16questões1 – Analise a genealogia:Sabendo que os indivíduos A, D e J são albinos e que os demais apresentam pigmentação normal, responda:a) Qual o caráter (albinismo ou norma- lidade) condicionado por um gene recessivo e quais os indivíduos que permitem essa conclusão?b) Quais os indivíduos homozigotos e heterozigotos obrigatórios?c) Quais os indivíduos cujo genótipo não se pode determinar com absoluta certeza?d) Se a mulher se casar com um indivíduo albino, qual a condição para que nasçam filhos albinos?e) Qual a probabilidade de F e G terem um filho (não importa o sexo) albino?2 – (Fuvest-SP)Em abóboras, a cor do fruto (branco ou amarelo) é controladapor um par de genes. Uma planta homozigota com frutos brancos foi cruzadacapítulo 16283
  • 282. com uma planta homozigota com frutos amarelos. A descendência desse cruza-mento foi inteiramente constituída por plantas com frutos brancos.O cruzamento entre as plantas dessa descendência produziu 132 abóboras, queforam colhidas por um agricultor.a) Quantos frutos amarelos e quantos brancos, desses 132, o agricultor espera obter?b) Quantos, desses 132 frutos, espera-se que sejam homozigotos?3 – (PUC-SP) Em uma determinada espécie vegetal foram analisadas duascaracterísticas com segregação independente: cor da flor e tamanho da folha. Osfenótipos e genótipos correspondentes a essas características estão relacionadosabaixo: COR DA FLORTAMANHO DA FOLHA FENÓTIPOS GENÓTIPOS FENÓTIPOS GENÓTIPOS Vermelho VV Largo LL RóseoVB Intermediário LE Branco BB EstreitoEESe uma planta de flor rósea, com folha de largura intermediária, for cruzada comoutra do mesmo fenótipo, qual a probabilidade de se obterem:a) plantas com flor rósea e folha de largura intermediária?b) plantas simultaneamente homozigotas para as duas características?4 – (Vunesp-SP)Observe os cruzamentos, onde o alelo A condiciona a coramarela em camundongos e é dominante sobre o alelo a, que condiciona a corcinza. Cruzamento I Cruzamento IIAa X Aa Aa X aa240 amarelos240 amarelos120 cinza 240 cinzaAnalise os resultados destes cruzamentos e responda:a) Qual cruzamento apresenta resultado de acordo com os valores esperados?b) Como você explicaria o resultado do cruzamento em que os valores observadosnão estão de acordo com os valores esperados?284 capítulo 16
  • 283. c a p í t u l o17ALTERAÇÕES DAS PROPORÇÕES MENDELIANASS EMIDOMINÂNCIA Nas sete características estudadas por Mendel, havia sempre duasvariedades facilmente distinguíveis, pois sempre existiu um gene alelodominante que ocultava totalmente a manifestação do outro gene alelorecessivo. capítulo 17 285
  • 284. Mas Mendel observou que, em alguns casos, a dominância de umacaracterística sobre a outra não acontecia, de maneira que o híbrido ouheterozigoto passaram a apresentar um fenótipo diferente e intermediárioem relação aos pais homozigotos, e as proporções: 3 fenótipos dominan-tes para 1 fenótipo recessivo, determinados na 1ª Lei não se mantinham.Quando ocorre tal fenômeno, fala-se em semidominância.Neste caso, do cruzamento entre dois heterozigotos, obtêm-se pro-porções fenotípicas iguais às proporções genotípicas.Por exemplo, nas plantas chamadas maravilha, quando se cruzamplantas de flores vermelhas com plantas de flores brancas ocorre o se-guinte: nascem plantas de flor rosa, um fenótipo intermediário aos pais.Na geração F2 a proporção fenotípica é de 1.2.1.G ENESLETAISGenes letais são aqueles que provocam a morte nos indivíduos.Essa morte pode ocorrer no período de vida embrionária ou na fasepós-natal; geralmente ocorre antes de o indivíduo se tornar adulto. Osgenes letais podem ser dominantes ou recessivos. São dominantesquando em homozigoze ou heterozigoze provocam a morte do indiví-duo. São recessivos quando provocam a morte somente em homozigoze.Um dos casos mais expressivos de genes letais foi estudado em 1905pelo geneticista francês Cuenot. Ele observou que cruzamentos entrecamundongos – considerando a cor do pêlo dos camundongos, que é286capítulo 17
  • 285. determinada por um par de alelos com relação de dominância – não da-vam os resultados esperados de acordo com as proporções mendelianas.Pois, quando cruzava camundongos amarelos, obtinha, em sua descen-dência, camundongos amarelos e pretos na proporção de 2 amarelos para1 preto, em vez de 3 amarelos para 1 preto. Após estudos científicos,verificou que o indivíduo portador de dois genes dominantes (AA) chega-va a se formar, mas morria no útero antes de nascer. Propôs, então, queo gene (A) em dose dupla era letal, ou seja, provocava a morte dos indiví-duos. Assim, pode-se notar que este gene é dominante quando ao carátercor da pelagem, mas se comporta como recessivo em relação à letalidade,pois precisa estar em homozigoze para provocar a morte do indivíduo.O cruzamento de dois camundongos amarelos (Aa x Aa) resulta na proporção de doiscamundongos amarelos para um camundongo cinza. O homozigoto CC morre dentrodo útero, o que explica a não-ocorrência da proporção fenotípica esperada de 3:1.Outros exemplos de genes letais: • A talassemia, anemia que ocorre em populações das regiões quelimitam o Mediterrâneo, é determinada por um gene (T), sendo sem alelorecessivo t responsável pelos genótipos normais. Os indivíduos degenótipos (TT) apresentam uma anemia incompatível com a vida. É achamada talassemia major. Os indivíduos de genótipo (Tt), sobrevivem eapresentam uma forma leve da anemia. Os indivíduos (tt) são normais. Ogene (T), que condiciona a talassemia, comporta-se como recessivo, poisé letal somente em homozigoze.• Outro exemplo, é a anemia falciforme ou siclemia, comum na África,causada pela substituição de um aminoácido nas cadeias de molécula daproteína hemoglobina. O portador apresenta as hemáceas em forma de capítulo 17287
  • 286. foice. O comportamento da doença é idêntico genotipicamente efenotipicamente ao da talassemia.H ERANÇA DETERMINADAPOR ALELOS MÚLTIPLOS( POLIALELIA ) Nos capítulos estudados, vimos que apenas um par de alelos comdominância ou não determina um caráter, mas existe herança, na qual severifica a existência de dois ou mais alelos para um mesmo locus, surgidosprovavelmente por mutações gênicas ao longo dos tempos. Embora existauma variedade de genes para o mesmo locus, a polialelia não foge aosprincípios da 1ª Lei de Mendel, pois apenas dois deles determinam acaracterística fenótipica nos indivíduos.Como exemplo de polialelia citaremos a cor da pelagem em coelhos,e os grupos sanguíneos humanos.C OR DA PELAGEM DOS COELHOSPara determinar a cor da pelagem dos coelhos, existe uma série dequatro genes alelos para um mesmo locus. Isso explica os quatro diferentesfenótipos de coelhos, quanto à cor da pelagem. São eles: aguti ouselvagem, chinchila, himalaia e albino.Nos coelhos do tipo selvagem ou aguti, os pêlos apresentam coloraçãomarrom-escura ou preta, com mesclagem amarela nas extremidades.Na variedade chinchila, os pêlos apresentam coloração cinza-claraou cinza prateada.Os coelhos himalaia caracterizam-se pela pelagem toda branca,exceto nas extremidades das orelhas, das patas, da cauda e do focinho,que são pretas.Os coelhos albinos são todos de pelagem branca.Cada tonalidade de pêlos é determinada por um alelo diferente:O gene C determina a variedade selvagem ou aguti e é dominanteem relação aos demais alelos. chO gene c determina a variedade chinchila e é dominante em relaçãoaos alelos responsáveis pelas variedades himalaia e albino. hO gene c determina a variedade himalaia e é dominante em relaçãoà variedade de albino.288 capítulo 17
  • 287. a O gene c determina a variedade albina e é recessivo em relação asdemais.Há, portanto uma relação de dominância de um gene sobre o outro:ch h aC > c> c > cComo conseqüência dessa relação, os quatro genes agrupando-sedois a dois na formação dos genótipos, podemos obter dez diferentesgenótipos, para quatro diferentes fenótipos:FenótiposGenótiposselvagem ou agutiCC, Ccch, Cch, Ccachinchilacchcch, cchch, cchcahimalaia c hch, chc aalbino c ac aExercício comentadoDo cruzamento entre um selvagem e um himalaia nasce uma prolecomposta por selvagens, himalaias e albinos. Sendo o albino o generecessivo, qual os genótipos dos pais? Resposta: Como o albino é recessivo em relação aos demais, e eleestá presente na prole, com certeza estava presente nos genótipos dospais.aOs genótipos dos pais serão heterozigoto selvagem para albino (Cc )h ae heterozigoto himalaia para albino (c c ).GRUPOS SANGUÍNEOSA herança dos grupos sanguíneos na espécie humana (sistema ABO)é um caso clássico de polialelia.Por volta de 1900, Karl Landsteiner, interessado nos estudos sobretransfusões sanguíneas, pois as mesmas ofereciam grande risco demortalidade devido à aglutinação do sangue, demonstrou que esseproblema ocorria devido à presença de anticorpos no plasma sanguíneoque reagiam com antígenos correspondentes existentes nas hemácias.Landsteiner confirmou também a não existência, no sangue de um mes-mo indivíduo, de anticorpos correspondentes aos antígenos presentes nascapítulo 17 289
  • 288. suas hemácias. Baseando-se nessas descobertas, concluiu pela existên-cia, na espécie humana, de quatro tipos sanguíneos básicos, que consti-tuem o chamado sistema ABO, os grupos: AB, A, B e O.Para melhor entender os aspectos que envolvem o sistema A B O, éimportante ter noção de reações antígenos x anticorpos.Antígenos: são proteínas específicas que atuam como corpo estra-nho no organismo de quem não as possui. Na presença de antígenos, oorganismo elabora proteínas de defesa denominadas anticorpos.O anticorpo, uma vez elaborado, combina-se com o antígeno, neu-tralizando seu efeito. Essa reação entre antígenos e anticorpos constituia defesa do organismo.Vimos que no sistema A B O distinguem-se quatro grupos sanguíneos.Veremos o que faz a pessoa pertencer a um ou outro grupo sanguíneo.Nas hemácias (glóbulos vermelhos do sangue), podem ser encontra-das duas proteínas denominadas aglutinogênio A e aglutinogênio B, res-ponsáveis pela determinação do fenótipo sanguíneo.O plasma sanguíneo, por sua vez, pode abrigar outras duas proteí-nas aglutinina anti-A e aglutinina anti-B. Os aglutinogênios e as aglutininasde mesmo nome não podem encontrar-se no mesmo indivíduo, pois issodesenvolveria reações do tipo antígeno x anticorpos.Assim sendo:Tipo de sangue Aglutinogênio (hemácias) Aglutinina (plasma)A AAnti-BB BAnti-A ABAeB - O- Anti-A e Anti-BPOSSÍVEISTRANSFUSÕESSANGUÍNEASPara que uma transfusão se concretize, há necessidade de umconhecimento prévio da tipagem do sangue do receptor e do sangue dodoador. Pois são inviáveis as transfusões em que o sangue doado contenhaaglutinogênios que encontrarão no receptor as aglutininas contrastantes: Exemplificando: se o sangue doado apresentar aglutinogênio A, o san-gue do receptor não pode conter aglutininas anti-A. Se o sangue doado con-tiver aglutinogênios B, o receptor não pode apresentar aglutininas anti-B.290capítulo 17
  • 289. Assim, um indivíduo do grupo A só poderá receber sangue igual aoseu ou então do tipo O, já que este não possui aglutinogênios. Igualmenteocorre com indivíduos do grupo sanguíneo B, que receberão sangue igualao seu ou do tipo O.Os indivíduos do grupo sanguíneo AB, em virtude de possuírem am-bos os antígenos, podem receber qualquer tipo de sangue.Já os indivíduos portadores do tipo O, por não apresentarem qual-quer um dos antígenos, só podem receber sangue do tipo O, ou seja,igual ao seu.Indivíduos do tipo O, por doarem sangue a todos os demais grupos,são denominados doadores universais.O grupo AB, por doar somente para indivíduos AB e receber de todosos demais, são denominados de receptores universais. Esquemas simplificados das possíveis transfusões sangüíneasD ETERMINAÇÃO GENOTÍPICA E FENOTÍPICA DO SISTEMA ABO Sabemos que a herança dos grupos sanguíneos é determinada poruma série de alelos múltiplos (polialelia). E que são três os envolvidos.ABO gene “I - e I ” são co-dominantes, ou seja, quando juntos expressamseus efeitos. Ae B Ambos os genes “I I ” são dominantes em relação a “i”. Podemosestabelecer, então as seguintes relações entre genótipos e fenótipos parao sistema ABO. capítulo 17 291
  • 290. Fenótipos GenótiposGrupo AIA IA, IA iGrupo BIB IB , IB iGrupo AB IA IBGrupo O iiABRelação de dominância I = I > iF ATOR R H A partir do sangue do macaco Rhesus, o dr. Landsteiner e o dr. Wienerdescobriram, em 1940, um outro sistema de grupos sanguíneos. Quandoinjetavam sangue do macaco Rhesus em cobaias, provocavam nessesanimais a fabricação de anticorpos contra o sangue do macaco. Em razão dessa reação concluíram que existia nas hemácias domacaco um antígeno, o qual denominaram Rh ou fator Rhesus.Os anticorpos produzidos pelas cobaias receptoras foram denominadosaglutininas anti-Rh.Os cientistas observaram ainda que os anticorpos produzidos pelascobaias, que aglutinavam as hemácias do macaco, também as aglutinavamem cerca de 85% dos indivíduos testados em amostragem.Os indivíduos cujas hemácias eram aglutinadas pelo soro anti-Rh fo- +ram denominados Rh positivo (Rh ) e quando não ocorreu aglutinaçãoforam denominados Rh negativo (Rh-). O soro anti-Rh é atualmente maisconhecido como soro anti-D.TRANSFUSÃOSANGUÍNEAQ UA N TO AO F ATO R R H Se o indivíduo for Rh negativo e receber sangue Rh positivo, o seusistema imunológico fabricará anticorpos contra esse antígeno. Essesantígenos fabricados permanecerão no indivíduo, e caso ele venha a +receber novamente uma transfusão com sangue Rh , as hemácias serãoaglutinadas, podendo inclusive pôr em risco a sua vida. Levando-se em conta os fatores citados, as transfusões que podemser feitas são:292capítulo 17
  • 291. ++Rh __________ doa para Rh -- +Rh __________ doa para Rh e para RhDETERMINAÇÃO GENOTÍPICA E FENOTÍPICA DO FATOR RHO fator Rh é condicionado por um par de alelos “R” e “r” ou “D” e “d”.O gene “R” ou “D” condiciona a produção do antígeno – fator Rh.O gene “r” ou “d” condiciona a não produção do fator Rh.Sabendo que “R” é dominante em relação ao seu alelo “r”, podemosconcluir que existem três genótipos para dois fenótipos. GenótiposFenótipos Rh+RR, Rr ou DD, Dd Rh-rr ou ddE RITROBLASTOSE FETAL OU DOENÇA HEMOLÍTICA DO RECÉM - NASCIDO Vimos que o fator Rh também atua como antígeno em indivíduos Rhnegativo. Na gravidez, pode ocorrer incompatibilidade entre o sangue da crian-ça e o de sua mãe quanto ao fator Rh, podendo acarretar sérios prejuízosà criança e até levá-la à morte. Essa incompatibilidade somente ocorrerá quando a mãe for Rh nega-tivo, e a criança, Rh positivo. A mãe sendo Rh- , não possui o fator Rh; apesar da existência da proteçãoda placenta, é comum, principalmente no momento do parto, o rompimentode vasos sanguíneos da placenta, o que permite o intercâmbio de sangue +entre mãe e filho. Sendo a criança Rh , o organismo materno produziráaglutininas anti-Rh. Essas por sua vez passam para a circulação da criança,onde reagirão com as hemácias dela, aglutinando-as e destruindo-as. Comoa produção de aglutininas é lenta, dificilmente alcançará uma taxa que possaprejudicar a criança, na primeira gestação. Mas se nova gestação ocorrer, e +a criança for Rh , corre-se o risco de os anticorpos da mãe atravessarem aplacenta e destruírem as hemáciåas do filho por hemólise.Daí o nome de doença hemolítica do recém-nascido (DHRN).A manifestação da doença na criança é caracterizada por: anemiaprofunda acompanhada de liberação de eritoblastos na corrente sanguí- capítulo 17293
  • 292. nea; icterícia, pele com coloração amarela devido à presença de bilirrubina(pigmento derivado da hemoglobina). Fígado e baço com volumesaumentados; possíveis lesões mentais, decorrentes do acúmulo dehemoglobina no cérebro.- Existe uma medida profilática para as mães Rh . Esta profilaxiaconsiste em aplicar na mãe uma dose de vacina contendo aglutininaanti-Rh logo após o parto. A função da vacina é destruir as hemácias dofilho que passarem para o sangue da mãe, e, com as hemáciasdestruídas, a mãe não será induzida a produzir mais aglutininas anti-Rh, afastando o perigo de a doença se manifestar numa próxima +gestação, sendo a criança Rh .F ATOR MNEm 1927, dois novos aglutinogênios foram descobertos e estudadospor Landsteiner e Levine. Esses aglutinogênios encontram-se nashemácias humanas e receberam a denominação de M e N. A produção desses aglutinogênios (antígenos) é condicionada porum par de alelos: M : possuem o aglutinogênio M em suas hemácias. Seu sangue reagecom o soro anti-M, mas não com o anti-N. N : possuem o aglutinogênio N em suas hemácias. Seu sangue reagecom o soro anti-N, mas não com o anti-M.MN : possuem os aglutinogênios M e N em suas hemácias. Seu sanguereage com os soros anti-M e anti-N.Determinação genotípica e fenotípica do sistema MN FenótiposGenótipos Grupo MMM Grupo NNN Grupo MN MN Entre M e N não há dominância.Normalmente as transfusões não oferecem riscos para a espéciehumana, pois os anticorpos anti-M e anti-N não são encontrados no san-gue humano.294capítulo 17
  • 293. testes1 – (Unif r-CE) Numa determinada espécie vegetal, não há dominância quantooao caráter cor vermelha e cor branca das flores, tendo o heterozigoto flor decor rosa. A probabilidade de se obter uma planta de flor vermelha, a partir docruzamento de uma planta de flor branca com uma de flor rosa é:a) 25,00% c) 12,75%e) nulab) 18,75%d)6,25%2 – (UNIP-SP)Em camundongos, o genótipo aa é cinza; Aa é amarelo e AAmorre no início do desenvolvimento embrionário. Que descendência se esperado cruzamento entre um macho amarelo e uma fêmea amarela?a) 1/2 amarelos: 1/2 cinzentos d) 2/3 cinzentos; 1/3 amarelosb) 2/3 amarelos: 1/3 cinzentose) apenas amarelos.c) 3/4 amarelos; 1/4 cinzentos3 – (Cesgranrio-RJ) coelhos, conhecem-se alelos para a cor de pêlo: C Em ch ha(selvagem), c (chinchila), c (himalaia) e c (albino). A ordem de dominância deum gene sobre outro ou outros é a mesma em que foram citados. Cruzando-sedois coelhos várias vezes, foram obtidas várias ninhadas. Ao final de alguns anos,a soma dos descendentes deu 78 coelhos himalaias e 82 coelhos albinos. Quaisos genótipos dos coelhos cruzantes?h ch ach a a ach ha aa) Cc X c a c ac) c h c X ca ca ae) c c X c cb) CC X c c d) c c X c c4 – (FMU/FIAM-SP) pessoa foi informada de que não pode doar sangue Umanem para seu pai, que é grupo sanguíneo “A”, nem para sua mãe, que é do grupo“B”. Podemos concluir que essa pessoa:a) pertence ao grupo Ab) pertence ao grupo Bc) pertence ao grupo ABd) pertence ao grupo Oe) possui tanto anticorpos anti-A como anticorpos anti-Bcapítulo 17295
  • 294. c a p í t u l o 18DETERMINAÇÃO GENÉTICA DOSEXO E LIGAÇÃO AO SEXOD ETERMINAÇÃO DO SEXOAs primeiras observações sobre as diferenças entre os cromossomosmasculino e feminino datam de 1891, e a partir de 1905, utilizandomicroscópio, cientistas constataram a existência, em muitas espécies,de um par de cromossomos que se diferenciava dos demais; deram-lhe o nome de cromossomos sexuais ou heterocromossomos.OS SISTEMAS XY, XO, ZW, ZO Foi constatado que, na maioria das espécies, o par que sediferencia dos demais, nas fêmeas, era constituído por cromossomosidênticos. Já nos machos, um dos cromossomos era idêntico aoencontrado nas fêmeas, e o outro apresentava-se morfologicamentediferente. Aos três cromossomos idênticos deu-se o nome de cromossomo“X”. E ao cromossomo que se diferencia morfologicamente, no macho,deu-se o nome de “Y”, o qual possui genes que determinam o sexomasculino.S ISTEMA XYNa grande maioria dos vertebrados, em alguns invertebrados enas plantas que produzem flores, o sexo feminino é representado por“XX” e o masculino por “XY”. Os cromossomos sexuais são denomina-296capítulo 181
  • 295. dos heterocromossomos ou alossomos, e os demais, autossômicos. Aespécie humana apresenta em suas células diplóides 23 pares decromossomos, dos quais 22 pares são autossomos. No sexo feminino, oúltimo par é constituído por dois cromossomos “X”. No sexo masculino, oúltimo par é constituído por um cromossomo “X” e outro “Y”.Sabemos que a meiose é o processo de divisão celular que dá ori-gem aos gametas. Assim, metade dos espermatozóides é “X”, e metadeé “Y”. Já no sexo feminino, todos os óvulos contêm o cromossomo “X”.Os machos são, portanto, heterogaméticos, e as fêmeas, homogaméticaspara o sexo.Existem as seguintes fórmulas para representá-los:sexo masculino 2 A X Ysexo feminino 2 A X XNo sistema “X Y”, o sexo é deter-minado pelo gameta masculino quefecunda o óvulo, pois somente ele portaou o cromossomo “X” ou o “Y”. A determinação do sexo de umacriança é feita pelo modo representadona fig. 18.1.S ISTEMA XO (fig. 18.1)O sistema “X O” é encontrado em insetos como gafanhoto, besouropercevejo, barata etc.Nesse sistema, os machos são2 A X O, e as fêmeas são 2 A X X. Osexo heterogamético é o masculino,pois produz dois tipos de gametas quan-to aos cromossomos sexuais: um queapresenta o cromossomo “X” e outrodesprovido de cromossomo sexual. Asfêmeas são o sexo homogamético, poisproduzem apenas um tipo de gameta:o “A X”. A determinação do sexo da descen-dência se faz do modo representado nafig. 18.2.(fig. 18.2) capítulo 18297
  • 296. S ISTEMA ZW No sistema “ZW”, comum nas aves, borboletas, mariposas, algunspeixes, bicho-da-seda, ocorre o contrário dos demais sistemas, pois a fêmeaapresenta dois cromossomos sexuais diferentes, sendo o sexo feminino oheterogamético “Z W” e o masculino o homogamético “Z Z”. Representando-se por “A” o conjunto haplóide de autossomos, têm-seas seguintes fórmulas cromossômicas: Macho: 2 A Z Z Fêmea: 2 A Z W A determinação do sexo da descendência se faz do modo representadona fig. 18.3.S ISTEMA ZOEncontrado em galinhas domésticas e répteis.Nesse sistema, a fêmea é “ZO” e o macho “ZZ”. Assim, a fêmea é o sexoheterogamético e o macho é o sexo homogamético. Representando-sepor “A” o conjunto haplóide de autossomos, têm-se a seguintes fórmulascromossômicas.Macho: 2AZZFêmea:2AZ0A determinação do sexo da descendência se faz do modo representadona fig. 18.4 (fig. 18.3) (fig. 18.4)O BALANÇO GÊNICOEstudos realizados para determinar o sexo da mosca Drosophilamelanogaster demonstraram que a determinação do sexo nessa es-pécie não é feita simplesmente pela presença dos cromossomos se-298capítulo 18
  • 297. xuais. Essa mosca apresenta quatro pares de cromossomos em suascélulas diplóides: três pares autossomos e um par de cromossomossexuais. Os machos são heterogaméticos, apresentando os cro-mossomos sexuais “X” e “Y”. As fêmeas são homogaméticas, apre-sentando os cromossomos “XX”. No entanto, o cromossomo “Y” nãointerfere na determinação do sexo da Drosophila, mas determina a fer-tilidade dos machos. Nesse caso, o sexo seria determinado por umbalanceamento entre genes de tendência feminilizante, localizados noscromossomos “X”, e genes de ação masculinizante, localizados nosautossomos. Considerando esses fatos, Calvim B. Bridges, citogeneticista norte-americano, concluiu que a ação desses dois grupos de genes poderia seravaliada pela razão entre o número de cromossomos “X” e o número dolote de cromossomos autossômicos presentes em cada mosca.Sexo da“X” (número de cromossomos X)drosófila“A” (número do lote autossômico)De acordo com o valor encontrado, pode-se determinar o sexo dadrosófila:Cromossomo X= 1 X = proporção é menor que 0,5 = sexoAutossomo 33supermachoCromossomo X = 1 X = 0,5 = sexo machoAutossomo2ACromossomo X = 2 X entre 0,5 e 1 = sexo intersexuadoAutossomo3ACromossomo X = 2 X = 1 = sexo fêmeaAutossomo2ACromossomo 3 X = maior que 1 = sexo superfêmeaAutossomo 2 Acapítulo 18 299
  • 298. superfêmea supermachofêmeaintersexuadomacho As moscas intersexuadas supermachos e superfêmeas são estéreis e raramente sobrevivem.Os graus de sexualidade em Drospphila melanogaster, segundo a hipótese deBridgesGINANDROMORFISMOSão indivíduos que apresentam metade do corpo com característicasfemininas e outra metade com características masculinas. Assim, a partedo corpo, formada por células “XX” manifestará o fenótipo feminino,enquanto a outra parte do corpo, formada por células “XO”, manifestarácaracterísticas masculinas.Pode ocorrer ginandromorfismo heterozigoto para características emque os genes estão ligados ao cromossomo “X”; surgem então indivíduoscom aspectos não comuns. Exemplos: o lado direito do corpo comcaracterísticas femininas e fenótipo normal, o lado esquerdo comcaracterísticas masculinas, e fenótipos mutantes: olhos de cor branca easas em miniatura.O ginandromorfismo é considerado um caso de mosaico, em queocorrem mudanças nas células sexuais depois do zigoto formado, devidoa mitoses anormais, que podem ocorrer espontaneamente ou induzidas.ONÚMERO DE GENOMASO termo genoma refere-se ao número “n” de cromossomos de umaespécie. Organismos que apresentam células com o número de genomasa mais ou a menos representam um tipo de aberração cromossômicaconhecida como aneuploidias.As aneuploidias surgem durante o processo da gametogênese pelanão disjunção dos cromossomos. A não disjunção na Meiose I leva à300capítulo 18
  • 299. produção de quatro gametas anormais: dois contendo um par decromossomos e os outros dois não contendo nenhum cromossomo(fig. 18.6).Se ocorrer na Meiose II, formam-se quatro gametas: dois normais,um apresentando o par cromossômico e o outro não contendo nenhumcromossomo desse par (fig. 18.7). (fig. 18.6) (fig. 18.7) A partir desses gametas anormais podem surgir zigotos e indivíduoscom um número anormal de cromossomos em suas células. Na espéciehumana, os casos mais comuns de aneuploidia envolvem os cromossomos“X”, e os autossômicos de números 13, 18 e 21.P RINCIPAISANEUPLOIDIAS : HUMANAS ÍNDROME DE T URNEROs indivíduos portadores dessa síndrome apresentam monossomia docromossomo “X”; ou seja, não têm um dos cromossomos “X”, apresentandoum cariótipo “44+X” ou “45X0”. As principais características dos portadores dessa síndrome são:sexo feminino; ovários rudimentares, nos quais não se encontramfolículos primários; cromatina “X” negativa; estatura baixa, seios poucodesenvolvidos, vagina estreita, malformações cardíacas e esqueléticas,retardamento mental.S ÍNDROME DE K LINEFELTEROs indivíduos portadores dessa síndrome, apresentam trissomia docromossomo sexual; ou seja, apresentam um cromossomo sexual a mais, Aapresentando um cariótipo “44 +XXY”.capítulo 18 301
  • 300. As principais características dos portadores dessa síndrome são:sexo masculino; pênis e testículos reduzidos; cromatina “X” positiva;estatura geralmente anormal; ginecomastia (seios desenvolvidos); ocorpo ganha contornos femininos; escassez de pêlos pubianos; defi-ciência mental.S ÍNDROME DE P ATAU Os indivíduos portadores dessa síndrome apresentam trissomia dopar de cromossomos “13”, ou seja, possuem um autossomo a mais,apresentando o cariótipo 45+XX = 47 cromossomos ou 45+XY = 47cromossomos. As principais características do portador são: lábios leporinos;platirrinia acentuada; deformidade de flexão dos dedos; microcefalia;pescoço curto; polidactilia e anomalias renais; retardamento mental;morrem em alguns meses.S ÍNDROME DE E DWARDSOs indivíduos portadores dessa síndrome apresentam trissomia dopar de cromossomos “18”, ou seja, possuem um autossomo a mais,apresentando o cariótipo “45+XX” ou “45+XY”.As principais características do portador são: osso occipital saliente;palato ogival; orelhas malformadas, com implantação baixa; peso baixo;pescoço curto; cardiopatias; calcanhares proeminentes; retardamentomental; sobrevivem apenas alguns meses.S ÍNDROME DE D OWN ( MONGOLISMO ) Os indivíduos portadores dessa síndrome apresentam trissomia dopar de cromossomos “21”, ou seja, apresentam um autossomo a mais. Osportadores podem ser do sexo masculino, apresentando o cariótipo “45+xy”ou do sexo feminino, cariótipo “45+XX. Foto de cromossomos de indivíduo com a síndrome de Down; reparenos três cromossomos 21, apontados pelas setas. A síndrome de Down se caracterizapelos seguintes sintomas: língua comfissura; prega pálpebras; inflamação daspálpebras; uma única prega no dedomínimo, prega transversal contínua napalma da mão; retardamento mental;freqüentemente nascem com defeitoscardíacos.302capítulo 18
  • 301. H ERANÇA LIGADA AO SEXO Uma das primeiras experiências desse tipo de herança, em que as carac-terísticas estão ligadas aos cromossomos sexuais, foi pesquisada e analisadapor T. H. Morgan em 1910. Estudando cruzamento entre moscas da espécieDrosophila melanogaster, observou a presença de um macho mutante, de olhosbrancos, sendo que os demais possuíam olhos vermelhos. Cruzando essemacho mutante com fêmea de olhos vermelhos, obteve uma primeira geração,que manifestou somente olhos vermelhos. Cruzando os indivíduos da primeirageração — ou geração F1 — entre si, produziu na segunda geração indivíduosde olhos vermelhos e indivíduos de olhos brancos na proporção de 3:1.Apesarde a proporção ser conhecida, Morgan observou que não havia fêmeas deolhos brancos. Todas as fêmeas possuíam olhos vermelhos, enquanto cercade 50% dos machos apresentavam olhos brancos e 50% olhos vermelhos.Com esses dados, Morgan deduziu que os cromossomos “X” e “Y”apresentavam um segmento não correspondente. O gene para cor de olhosestava localizado na região do cromossomo “X”, que não possui corres-pondência no cromossomo “Y”. Assim, um gene recessivo, cujo locus sóexiste no cromossomo “X”, teria sua característica garantida no machopor apresentar um único “X”. Quando apenas um par está presente, fala-se em hemizigoze. O gene que determina a cor dos olhos branca está emhemizigoze nos machos de drosófila.Cruzando filhas de machos de olhos brancos, que eram heterozigotaspara o caráter cor deolho, com outro machoGenótipo de fêmeas e machos de drosófilade olhos brancos, Mor-para a cor dos olhos.gan obteve 50% dos ma-chos e 50% das fêmeasde olhos brancos, confir-mando a herança ligadaao sexo.Machos de olhosabrancos (X Y) com fê-meas de olhos verme-lhos heterozigotasA a(X X ). capítulo 18303
  • 302. Resultado: AMachos de olhos vermelhos (X Y) – 25%aMachos de olhos brancos (X Y) – 25% A aFêmeas de olhos vermelhos (X X ) – 25% a aFêmeas de olhos brancos (X X ) – 25%H ERANÇA LIGADA AO SEXO NO SER HUMANOOs cromossomos “X” e “Y” encontrados na espécie humana são se-melhantes aos analisados em drosófilas: ambos possuem uma pequenaporção não homóloga, ou seja, uma porção de “X” que não existe em “Y”.Enquanto os genes envolvidos localizam-se no cromossomo “X”, em suaporção não homóloga, fala-se em herança ligada ao sexo. Nas mulheres,os genes podem aparecer em dose dupla, mas nos homens apresentam-se somente em dose simples. Em função dessas características, a mulherpode ser homozigota ou heterozigota para os referidos genes; e o homemé caracterizado como hemizigótico.Esquema dos cromossomos sexuais humanos, mostrando a localização dosgenes ligados ao sexo em dose dupla, na mulher, e simples no homem.Algumas anomalias humanas ligadas ao sexo:- daltonismo;- hemofilia;- distrofia muscular de Duchenne (degeneração progressiva dos mús-culos);304 capítulo 18
  • 303. - feminilização testicular (atrofia dos testículos);- síndrome do “X” frágil (deficiência mental); e outras mais.D ALTONISMO O daltonismo se caracteriza por deficiência na visualização de cores,sendo a mais comum a que atinge as cores vermelha e verde. Édeterminado por um gene recessivo ligado ao sexo, sendo representado dpor “X ” (d= gene defeituoso que condiciona o daltonismo), enquanto seu Dalelo dominante “X ” condiciona a visão normal (D = gene que condicionaa visão normal). Podemos então, determinar a seguinte relação genotípicae fenotípica para o daltonismo. SexoGenótipoFenótipo DDFemininoX X normal DdFemininoX X normal (portadora) d dFemininoXXdaltônica DMasculino X Y normal dMasculino XYdaltônico Podemos notar que, para ser daltônica, a mulher necessita do gened“X ” em dose dupla, o que significa dizer que precisa ter pai daltônico emãe daltônica ou portadora para o referido gene; já o homem precisadreceber apenas um “X ” da mãe, que deve ser daltônica ou portadora. Ooutro cromossomo sexual “Y” o homem recebe do pai. Como esta situaçãoé a mais provável, justifica-se a maior frequência de daltonismo no homemdo que na mulher. A freqüência estimada do daltonismo na espécie humanaé de aproximadamente 5% para os homens e de 0,25% as mulheres.H EMOFILIA A hemofilia caracteriza-se por um retardamento na coagulação,conseqüência da produção insuficiente de tromboplastina, enzimaindispensável para o mecanismo da coagulação do sangue. O tipo mais comum de hemofilia é a do tipo “A”, devido à falta do fatorVIII ou globulina anti-hemofílica e responde por 85% dos casos da ano-malia. Nas hemofilias “B” e “C”, bastante raras, faltam outros fatores decoagulação, sendo a “C” a única que não está ligada ao cromossomo “X”.h Essa anomalia é também condicionada por um gene recessivo (X )Hligado ao sexo. E seu alelo dominante “X ” é que determina a normalidade. capítulo 18 305
  • 304. Baseados nos dados, podemos concluir os seguintes genótipos e fenótipospara hemofilia: Sexo GenótipoFenótipoHH FemininoX XnormalHh FemininoX Xnormal (portadora)hh FemininoX XhemofiliaH Masculino X Ynormalh Masculino XY hemofílico A hemofilia é mais comum nos homens (cerca de 1 caso para 10 milhomens) e muito rara nas mulheres.O homem hemofílico pode levar uma vida normal, desde que não seexceda em atividades cansativas. Mas deve ter consciência daspossibilidades de gerar filhos hemofílicos. Se tiver filhos com uma mulherH Hnormal (X X ), todos os filhos serão normais, mas todas as filhas serãoH hportadoras (X X ).Isso significa que seus netos poderão ser hemofílicos, mesmo o paisendo normal.As raras mulheres hemofílicas necessitam de tratamento intensivopara sobreviver. Há casos em que é necessário inibir o ciclo menstrualcom hormônios para evitar a perda de sangue na menstruação. H ERANÇARESTRITA AO SEXOA herança restrita ao sexo caracteriza-se por se manifestar somenteno sexo masculino. Os genes envolvidos situam-se no cromossomo “Y”,na porção não homóloga ao cromossomo “X”.O caráter passa de pai para filho, e nunca para filhas.Um exemplo de herança restrita ao sexo é a hipertricose, que se caracterizapela presença de pêlos grossos e longos nas orelhas masculinas.Os genes situados no cromossomo “Y”, na porção não homóloga a “X”,são denominados holândricos (do grego holos = todos; andros = masculino).H ERANÇAINFLUENCIADA PELO SEXOA herança influenciada pelo sexo caracteriza-se por apresentar genesque se expressam melhor de acordo com o sexo do indivíduo. O gene306capítulo 18
  • 305. que determina a calvície expressa-se melhor quando na presença dehormônios masculinos. Expressando a calvície pelo “C”, um homem calvopode apresentar o genótipo “CC” e “Cc”, enquanto a mulher com genótipo“Cc” terá cabelos normais, e a calvície só se manifestará na mulher quandoo que gene estiver em dose dupla, ou seja, “CC”.Baseando-se em dados, podemos determinar os seguintes genótipose fenótipos para calvície: Sexo GenótipoFenótipoFemininoCCcalvaFeminino C c ou c cnormal Masculino C C ou C ccalvo Masculinoccnormaltestes1 – (OSEC-SP) No heredograma abaixo, verifica-se um gene recessivo ligadoao sexo e que condiciona determinada moléstia.A probabilidade de que o primeiro filho do casal3 seja do sexo masculino e afetado é:a) 0 d) 2/3b) 1/2 e) 1/8c) 1/42 – (Fuvest-SP) O daltonismo é caso de herança recessiva ligada aocromossomo “X”. Uma mulher de visão normal, cujo pai é daltônico, casou-secom um homem de visão normal. A probabilidade de crianças daltônicas naprole dessa mulher é de:a) 1/4 dos membrosd) 1/8 das criançasb) 1/4 das meninase) 1/2 dos meninos e 1/2 das meninasc) 1/2 dos meninos3 – (PUC-RS) Roberto é um indivíduo normal para a hemofilia. A mãe de Paula,sua esposa, é portadora do gene para esse caráter patológico.O casal já tem um filho hemofílico.Qual a probabilidade de esse casal ter uma filha portadora?a) 100%b) 75%c) 50%d) 45% e) 25% capítulo 18 307
  • 306. c a p í t u l o 19INTERAÇÕES ENTRE GENESI NTERAÇÃOGÊNICAConsiste no processo pelo qual dois ou mais pares de gens alelos,localizados em cromossomos homólogos diferentes, condicionamconjuntamente um único caráter.Com estudos mais avançados em genética foram encontradas novasproporções fenotípicas além das obtidas por Mendel, o que possibilitouentender como pares de genes com distribuição independente condicionamum único caráter.Um exemplo de interação gênica foi observado por Bateson e Punnet,ao analisar as formas das cristas em galinhas domésticas, que podemapresentar quatro formas básicas, denominadas: cristas simples, cristarosa, crista ervilha e crista noz.crista Rosacrista Nozcrista ervilhacrista simplesApós realizar vários cruzamentos entre aves, foi possível concluir queo caráter em questão depende da interação entre dois pares de alelos: R308capítulo 19
  • 307. e E. Para cada um desses genes, existe seu alelo recessivo: r e e. Osexperimentos demonstraram o seguinte tipo de interação: o indivíduo decrista noz obrigatoriamente possui os dois genes dominantes (R- E-). Jáos indivíduos de crista ervilha possuem somente o gene dominante “E”(E- rr). Os indivíduos de crista rosa possuem somente o gene dominante(R- ee), enquanto os indivíduos de crista simples possuem o genótipoduplo recessivo (rr ee). A análise do cruzamento entre galinhas com cristas rosa e ervilhapermitiu concluir que a forma da crista é condicionada pela interação dedois pares de alelos que se segregam independentemente. Geração P: crista ervilha xcrista rosa Genótipos: EErr xeeRR Gametas: Er x eR F1 = EeRe ——> crista nozF1 = EeRr x EeRe ———> ———>Gametas: ER, Er, eR, erx ER, Er, eR, erGametas femininos Gametas masculinosGeração F2capítulo 19 309
  • 308. Interpretando os resultados F1 x F1 = F2 FenótiposIndivíduosProporçãoCrista noz 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 139/16Crista ervilha 6, 8, 14 3/16Crista rosa11,12, 153/16Crista simples161/16Há certos fenótipos que dependem de genes complementares, comoocorre com a cor em ervilha-de-cheiro. A ervilha-de-cheiro apresenta flo-res de cor púrpura e de cor branca. O caráter púrpura é dominante sobrea cor branca, pois cruzando-se branca com branca, em F1, obtém-se 100%de cor púrpura, em F2: púrpuras com brancas, resultam na proporção de 9púrpuras para 7 brancas. Geração P: Flores brancas x Flores brancasBBpp x bbPP Genótipos:BpxbP BpPb100 púrpuras F 1 x F 2: BbPp x BbPp Genótipos: BP, Bb, BP, bp x BP, Bb, bP, bp F 2:1/4 CP1/4 Cp 1/4 cP1/4 cp1/16 CCPP 1/16 CCPp 1/16 CcPP 1/16 CcPp 1/4 CP(1)(2) (3) (4)1/16 CCPp 1/16 CCpp 1/16 ccPP1/16 Ccpp 1/4 Cp (5) (6) (7)(8)1/16 CcPP 1/16 CcPp1/16 ccPP 1/16 ccPp 1/4 cP (9) (10) (11)(12)1/16 CcPp 1/16 Ccpp1/16 ccPp 1/16 ccpp 1/4 cp (13)(14) (15)(16)FenótiposIndivídiuos (genótipos) Proporções Flor púrpura1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 13 9/16 Flor branca6, 8, 11, 12, 14, 15, 16 7/16310 capítulo 19
  • 309. H ERANÇAQUANTITATIVA A herança quantitativa, também conhecida como poligenia, carac-teriza-se por apresentar caracteres que variam quantitativamente de for-ma contínua, isto é, entre fenótipos extremos existem muitos fenótiposintermediários.Na herança quantitativa, as variações fenotípicas resultam de umasomatória de genes; por exemplo: a coloração da pele humana — entre obranco e o negro há um grande número de fenótipos possíveis; quanto àestatura: entre 1,60 m e 1,80 m, há um grande número de fenótipos.Cor da pele nos humanosConsiderando que dois pares de genes condicionam a produção damelanina (pigmento escuro responsável pela cor da pele): os genes do-minantes: A e B e seus respectivos alelos recessivos a e b. Quanto maioro número de genes dominantes, maior será a quantidade de melanina,mais escura será a pele. Os genes dominantes A e B acrescentam ao fenótipo uma certa quan-tidade de melanina (genes aditivos), enquanto “a” ou “b” não interferemem nada no fenótipo. Baseando-se nessas informações podemos deter-minar os possíveis genótipos e fenótipos para a cor da pele. GenótipoFenótipo Nº de genes aditivos (cor da pele)ou acrescentadosAABB negro4AaBB ou AABb mulato escuro3AaBb, Aabb, aaBB mulato médio 2Aabb, aaBb mulato claro 1aabb branco 0capítulo 19 311
  • 310. Podemos observar que para4 genes temos 5 fenótipos.Vejamos os resultados genotípicos e fenotípicos que seriam obtidos a partirdo cruzamento de dois indivíduos mulatos médios, duplo-heterozigotos mulato médio x mulato médioAaBb AaBb312capítulo 19
  • 311. E FETUANDOAS COMBINAÇÕES POSSÍVEISAB AB ABAB ABAABB AABbAaBB AaBb Ab AABbAAbbAaBb Aabb aB AaBBAaBb aaBBaaBb abAaBbAabb aaBb aabb Analisando os resultados das combinações, podemos concluir que ogenótipo dos pais é: AaBb, e os próximos filhos do casal poderão ser:Negro: 1/6 (AABB)Mulato escuro: 4/16 (2 AABb e 2 AaBB)Mulato médio: 6/16 (4 AaBb, 1 Aabb e 1 aaBB)Mulato claro: 4/16 (2 Aabb, 2 aaBb)Claro: 1/16 (aabb)Uma maneira mais simples de obter as proporções fenotípicas nageração resultante entre heterozigotos é a utilização do triângulo de Pascal,constituído com base na distribuição dos coeficientes do binômio deNewton elevado à potência “N”.P LEIOTROPIADenomina-se pleiotropia ou efeito pleiotrópico quando um único parde genes atua na manifestação de vários caracteres.Existem alguns exemplos de pleiotropismo na espécie humana, e omais comum é o responsável pela doença denominada fenilcetonúria. Acausa dessa doença é um par de genes recessivos, que condiciona umdefeito na enzima fenilalamina hidroxilase. A enzima torna-se incapaz detransformar a fenilalamina em tiroxina. Em vez de tiroxina forma-se o áci-do fenilpirúvico; este começa a aparecer na urina e no líquido cérebro-espinhal. Na idade de crescimento, esse ácido atinge o sistema nervosocentral e causa deficiência mental. A falta de tiroxina, por sua vez, diminuia produção de melanina. Por isso, as crianças fenilcetonúricas exibemtambém pele mais clara do que deveriam ter. Portanto, devido à pleiotropia capítulo 19 313
  • 312. do gene anormal, vários são os efeitos que ocorrem simultaneamente:deficiência mental, pele clara, fenilpirúvico na urina.E PISTASIAEpistasia é o fenômeno pelo qual um par de genes alelos inibe amanifestação de outro par, localizado em diferentes cromossomoshomólogos. O gene que inibe a manifestação do outro é chamado deepistático, e o que é inibido de hipostático. Quando o gene epistático édominante, fala-se em epistasia dominante. Podendo ocorrer a epistasiarecessiva, quando o gene epistático é recessivo.E PISTASIA DOMINANTEUm exemplo clássico é o observado na galinha da raça Leghorn, cujaplumagem pode ser branca ou colorida. A plumagem colorida depende da presença de um gene dominante“C”, e as aves de genótipo “cc” são brancas. Mas não é somente o “C” quedetermina a cor da plumagem. Existe um outro gene representado por “I”,que é epistático sobre “C”, ou seja: quando presente impede a manifesta-ção do “C”. E é pela ação desse gene que aves “I_ C_”, mesmo possuindoum gene “C”, são brancas, Portanto, a cor da plumagem da galinha Leghorndepende da presença do “C” e da ausência do “I”, sendo coloridas asgalinhas de genótipo “iiC_”.E PISTASIA RECESSIVA É o que ocorre com a cor dos pêlos em ratos. Esse caráter dependede dois pares de genes localizados em diferentes pares de homólogos.Um dos pares de alelos é representado pelas letras “C” e “c”. O alelo “C”determina o pigmento preto, seu alelo recessivo “c”, em homozigoze,condiciona a ausência de pigmento (albinismo). Outro par de genes “A” e“a”, onde o “A” condiciona a produção de pigmento amarelo, e o recessivo“a” a ausência de pigmentos.Os ratos de genótipos “C_ A_” apresentam pigmentos pretos e ama-relos, conhecidos como aguti ou selvagem. Os indivíduos “C_aa” são pre-tos porque produzem apenas pigmentos da cor preta. Os de genótipo“ccA_” são albinos, pois o gene “c” impede a produção de pigmento. Osgenótipos “ccaa” serão também albinos.Neste caso, é o “c” recessivo epistático que impede a manifestaçãotanto do não alelo dominante “A”, como de seu recessivo “a” (hipostáticos).314 capítulo 19
  • 313. testes1 – (UFRS)A genética da cor da pele, no homem, é um exemplo de herança:a) quantitativa b) polialélica c) citoplasmática d) pleiotrópica2 – (FUABC-SP)Em cães, o gene “I”, que determina a cor branca, é epistáticoem relação ao gene “B”, que determina a cor preta, e a seu alelo “b”, que determi-na a cor marrom. Sabe-se também que o gene “I” e seu alelo “i” segregam-seindependentemente do gene “B” e de seu alelo “b”. Do cruzamento entre ma-chos e fêmeas com genótipo “IiBb” esperam-se descendentes que se distribuamna seguinte proporção fenotípica:a) 13 : 3 b) 9 : 3 : 3 : 1 c) 9 : 6 : 1 d) 9 : 4 : 3 e) 12 : 3 : 1 questões1 – (Fuv est-SP)A pigmentação da plumagem de galinhas está condicionada pordois pares de genes autossômicos situados em cromossomos diferentes. O geneC determina a síntese de pigmento e seu alelo c é inativo, determinando a corbranca. O gene I inibe a formação de pigmento e seu alelo i não o faz. Docruzamento de indivíduos Ccii com indivíduos CcIi, quais os genótipos e fenótiposesperados?2 – (UNIP-SP)Duas variedades de milho, com alturas médias de 122 cm e182,8 cm respectivamente, são cruzadas. A F1 é bastante uniforme com média de152,4 cm de altura. De 500 plantas da F2, duas tinham apenas 121,9 cm e duastinham 182,8 cm. Qual o número de poligenes envolvidos e quanto cada umcontribui para a altura? capítulo 19 315
  • 314. c a p í t u l o20LINKAGE E MAPA GÊNICO Em meados de 1910, o geneticista americano Thomas Hunt Morgan,trabalhando com Drosophila melanogaster, observou que nem sempre osgenes responsáveis pelas características hereditárias são transmitidosindependentemente, restringindo assim a Segunda Lei de Mendel. Morganverificou que certos genes ocorriam sempre juntos, ou seja, encontravam-se sempre no mesmo cromossomo. Diz-se, então, que esses genes estãoligados; o fenômeno é chamado de ligação gênica ou linkage. O grupo delinkage, por apresentar-se unido, não se separa na formação de gametas,a não ser que ocorra permutação ou crossing-over. No processo de meio-se, em que os pares degenes “Aa” e “Bb” estão lo-calizados em cromosso-mos diferentes, verificamosa formação de quatro tiposde gametas diferentes,mas, quando os genes “Aa”e “Bb” estão localizados nomesmo cromossomo e nãoocorre permuta, formam-seapenas dois tipos de game-tas,em igual proporção:1/2 AB : 1/2 ab.316capítulo 20
  • 315. P ERMUTA OU RECOMBINAÇÃOGÊNICA( CROSSING - OVER )Normalmente os genes ligados caminham juntos na formação degametas — é a ligação ou linkage completo. Mas é comum ocorrer trocade pedaços de cromátides, ou seja, a permuta ou crossing-over. Sabemosque, durante a prófase I da meiose, os cromossomos homólogosduplicados emparelham, formando a tétrade ou um conjunto de 4cromátides. É durante esse período que pode ocorrer quebra de cromátidescom posteriores ligações; nessas ligações podem ocorrer trocas decromátides homólogas.O crossing-over, mostrando a permuta e a conseqüente combinaçãoentre os loci “A” e “B”:Em conseqüência da permuta, genes que estavam ligados podem seseparar e migrar para diferentes gametas, que passam a denominar-se“gametas recombinantes”, e o linkage é parcial ou incompleto.Para representar os genes ligados: o genótipo pode ser representadopor diferentes modos. Suponha-se que o genótipo seja “AABB”, asrepresentações possíveis são:A______B ou (AB) (AB)ABOs traços representam cromossomos homólogos.Os indivíduos de genótipos “AaBb” admitem duas representações.Quando os genes “AB” estão no mesmo cromossomo e os genesrecessivos (a e b) em seu homólogo, teremos um heterozigoto denominadocapítulo 20 317
  • 316. CIS. Caso contrário, teremos um caso de heterozigoto denominado TRANS.Heterozigoto CISA______B ou (AB) (ab)abHeterozigoto TRANSA______b ou (Ab) (aB)aBCALCULANDO A TA X A D E C R O S S I N G - O V E RQuanto maior for a distância entre os genes em linkage, maior será apossibilidade de trocas ou permutas entre eles, e, em conseqüência, mai-or a quantidade de genes recombinantes. Vamos supor que dois genesestão afastados a uma distância que permite a ocorrência de permuta em60% das meioses; nesse caso, formam-se dois tipos de gametasrecombinantes, e cada um deles corresponde a 15% do total dos gametasformados. O total de recombinações é a taxa de crossing-over. Essas taxas,baseando-se no exemplo citado, são de 30%: 15% para (Ab) mais 15%para (aB).A taxa de recombinação serve como indicador da distância en-tre os genes.M A PA S GÊNICOSSabemos que a taxa de crossing-over depende da distância que existeentre os genes no cromossomo. Se a distância for maior, a taxa de crossing-318 capítulo 20
  • 317. over será alta; se for muito pequena, pode chegar ao ponto de não ocorrercrossing-over.Convencionou-se usar para uma taxa de 1% de crossing-over o valorde 1 unidade de recombinação (UR) ou 1 morganídeo. Assim, se doisgenes apresentam 15% de taxa de crossing-over, a distância entre oscromossomos é de 15 unidades de recombinações ou 15 morganídeos.Conhecendo-se a distância entre os diferentes locais onde os genesse encontram, é possível construir os mapas gênicos. Se soubermos aporcentagem de permuta entre três genes “A”, “B”, “C”, por exemplo, po-demos identificar as suas posições relativas no cromossomo. Portanto, sea porcentagem de recombinações entre:A e B for de 20%A e C for de 5%B e C for de 15%A distância entre eles será de:A e B __ 20 morganídeosA e C __ 5 morganídeosB e C __ 15 morganídeosOcupam, portanto, as seguintes posições no cromossomo: 515{ { ACB{20A seqüência dos genes no cromossomo é de A.C.B.Exercício comentado Em um cromossomo, os genes se mantêm a uma distância de 18morganídeos. Em que porcentagem segregam os gametas do genótipo?C________________________Bc________________________b18 morganídeos capítulo 20 319
  • 318. Resolução Se a distância entre os loci “C” e “B” é de 18 morganídeos, isso signi-fica que a porcentagem de permuta ou crossing-over é de 18%. Na forma-ção de gametas, 18% serão recombinantes. Parentais Porcentagem 82%c____B41%c____b 41% C________B __mitoses__gameta C________b 18%C___b 9%c____B9%Recombinantestestes1 – (Fuvest-SP) Os genes X, Y e Z de um cromossomo têm as seguintesfreqüências de recombinação:Genes Frequência de recombinação X e Y15% Y e Z30% Z e X45%Qual a posição relativa desses três genes no cromossomo?a) Z X Y b) X Y Z c) Y Z X d) X Z Y e) Y X Z2 – (Uni-Rio) indivíduo, com o genótipo AaBb, produz gametas nas seguintesUmproporções: 25% AB, 25% Ab, 25% aB e 25% ab. Outro indivíduo, com o genótipoDdEe, produz gametas nas seguintes proporções: 50% DE e 50% de.Podemos concluir que:a) os genes D e E estão ligados e entre eles não ocorre crossing-overb) os genes D e E estão ligados e entre eles ocorre crossing-overc) os genes D e E segregam-se independentemente e entre eles não ocorre crossing-over320 capítulo 20
  • 319. d) os genes A e B estão ligados e entre eles não ocorre o crossing-overe) os genes A e B segregam-se independentemente e entre eles ocorre o crossing-over3 – (Osec-SP)Thomas Morgan elaborou os mapas cromossômicos de Drosophilamelanogaster, onde assinalava as distâncias entre os genes situados num mesmocromossomo. A construção desses mapas só foi possível aceitando-se umasuposição básica de que:a) a ocorrência de crossing-over se desse na meioseb) os genes alelos ocupassem os mesmos locic) os genes alelos estivessem em dose duplad) os genes não alelos de um cromossomo estivessem dispostos linearmente ao longo delee) só houvesse crossing-over na gametogênese das fêmeas questões1 – (Fuv est-SP)O cruzamento AaBb x aabb produziu a seguinte descendên-cia:genótipos: AaBb, aaBb, Aabb, aabbfreqüências: 48% 2% 2% 48%a) Qual a distância entre os genes em questão, em unidades de recombinação?b) Qual a posição dos genes nos cromossomos do heterozigoto utilizado no cruzamento?2 – (Fuvest-SP) Um organismo, homozigoto para os genes A, B, C, D, todoslocalizados em um mesmo cromossomo, é cruzado com outro, que é homozigotorecessivo para os mesmos alelos. O retrocruzamento de F1 (com o duplo recessivo)mostra os seguintes resultados:- não ocorreu permuta entre os genes A e C-ocorreu 20% de permuta entre os genes A e B e 30% entre A e D-ocorreu 10% entre B e Da) Baseando-se nos resultados acima, responda qual é a seqüência mais provável desses quatro genes no cromossomo, a partir o gene A.b) Justifique sua resposta.capítulo 20 321
  • 320. c a p í t u l o 21EVOLUÇÃOEvolução significa mudança: as espécies modificam-se ao longo dotempo. Na história da ciência a idéia evolucionista é relativamente recente;o que prevaleceu até o final do século XVIII foi a idéia de que os seres vivoseram em número fixo e imutáveis — o fixismo.T EORIASE EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃOO primeiro a tentar explicar o processo da evolução foi Jean-BaptisteLamarck (1744-1829). Lamarck combatia as idéias criacionistas e fixistasda época, e foi o primeiro a tentar explicar cientificamente o mecanismopelo qual a evolução acontece. Para Lamarck, os seres vivos vão desenvolvendo determinados órgãosde acordo com suas necessidades de sobrevivência. Um dos exemplosmais conhecidos é o do pescoço da girafa. Segundo Lamarck, as girafasatuais, com pescoço comprido, eram descendentes de girafas ancestraisque provavelmente tinham pescoço curto, mas, com a necessidade dealcançar alimentos (folhagens das árvores), tinham de esticar o pescoço,e, com isso, o pescoço alongou-se. E essa característica adquiridafoi trans-mitida aos seus descendentes, originando as atuais girafas de pescoçolongo. Portanto, pelo uso ou desuso da característica, e sua transmissãoaos descendentes, ocorreu a evolução das espécies. E quando o organismo não necessita do órgão o mesmo se atrofia. Alei do uso ou desuso ficou conhecida como a 1ª Lei de Lamarck. Lamarck utilizou-se de outros exemplos, como o das aves que vivemem regiões alagadas e possuem as pernas altas, de tanto esforço que322capítulo 21
  • 321. O lamarckismo e o comprimento do pescoço das girafasfaziam para não molhar as penas quando se locomoviam. Os tamanduásapresentam a língua comprida de tanto esticá-la na captura de formigas.A 2ª Lei supõe que as características adquiridas pelo uso (ou atrofiadaspelo desuso) são transmitidas de geração a geração; é a lei da herança doscaracteres adquiridos. Sabemos hoje que as variações entre indivíduos depende da informaçãogenética e que somente essas informações e as mutações dos genes podemser transmitidas a uma geração seguinte. O biólogo alemão Weissman (1868 a 1876) conseguiu refutar as Leis deLamarck: cortou a cauda de ratos durante várias gerações, e os seus filhotescontinuavam a nascer com cauda.Por esse experimento, Weissman provou que essa característicaadquirida pelos ratos — ausência de cauda — não foi transmitida a outrasgerações.T EORIA DE D ARWINCharles Darwin (1809-1882), naturalista inglês, expôs em seu livroA origem das espécies suas idéias a respeito da evolução e do mecanis-mo de transformações das espécies. capítulo 21 323
  • 322. Aos 22 anos, embarcou a bordo do barco inglês Beagle, e durantecinco anos viajou ao redor do mundo — América do Sul (inclusive o Brasil),as ilhas Galápagos; depois a Nova Zelândia e a Austrália. Nas terras visitadas coletou dados e inúmeros exemplares de orga-nismos, que levou para a Inglaterra. Quando iniciou os estudos e a orga-nização do material coletado como resultado de suas observações, Darwinadmitiu que as transformações que ocorriam com as espécies eram alte-rações das espécies já existentes. Mas Darwin desconhecia as causasque levariam as espécies a se modificar. Uma pista surgiu quando, lendoum trabalho publicado por Thomas Malthus sobre populações, no qualafirmava que as populações tendem a crescer em progressão geométrica,e os alimentos cresciam em progressão aritmética. O crescimentoacelerado da população levaria à escassez de alimentos e de espaçonecessário à sobrevivência.A obra de Malthus contribuiu para que Darwin elaborasse a teoria deseleção natural, na qual concluiu que todos os organismos que nascem nemsempre apresentam condições de sobrevivência. Apenas sobrevivem os quetêm maiores condições de adaptarem-se às condições ambientais, e elesreproduzem-se deixando descendentes férteis.C O M PA R A Ç Ã O ENTRE AS TEORIAS DE DARWINE LAMARCK Vimos que Lamarck, ao explicar o comprimento do pescoço da girafa,dizia que ele se alongara devido à necessidade de alcançar alimentos naspartes mais altas das árvores. Já Darwin entendia que, no passado, osancestrais das girafas atuais possuíam pescoços de tamanho variável, e acompetição pelo alimento disponível favoreceu as girafas de pescoço longo.Para Lamarck, o ambiente induz os seres a modificarem-se para se adap-tarem a ele. Para Darwin, o meio age selecionando as mudanças já existentes.EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃOAs evidências da evolução normalmente encontram-se relacionadas comdocumentos fósseis do passado ou em comparações entre os seres vivos esua distribuição geográfica. Evidências fósseisSão vestígios deixados por seres vivos, soterrados nas profundezasde mares, oceanos, lagos ou vales. Normalmente são esqueletosmineralizados, chegando a manter a forma original ou, em muitos casos,deixando apenas moldes nas rochas.324capítulo 21
  • 323. Analisando as semelhanças e diferenças existentes entre as espécies,pode-se concluir que ocorreu surgimento de algumas espécies edesaparecimento de outras ao longo do tempo.Anatomia comparadaA anatomia comparada tem por finalidade estudar as semelhanças ediferenças entre as estruturas anatômicas de duas ou mais espécies paradeterminar o grau de parentesco. Os estudos da anatomia comparadautilizam dois tipos de órgãos: os homólogos e os análogos.Órgãos homólogosSão aqueles que apresentam a mesma origem embrionária esemelhanças anatômicas, mas realizam funções diferentes, como porexemplo os membros anteriores do homem, do cão, as asas das aves edos morcegos, as nadadeiras dos golfinhos e das baleias. Provavelmente as diferenças nas funções devem-se a adaptação àambientes diversos, de espécies que se originam de um ancestral comum.homem baleia gatocavalomorcego Homologia entre os membros anteriores dos mamíferos capítulo 21 325
  • 324. Órgãos análogosSão aqueles que apresentam origem embrionária e estruturasanatômicas diferentes, mas exercem a mesma função. Como exemplostemos as asas das aves e dos insetos. Mesmo sendo órgãos adaptadosao vôo, as asas das aves apresentam uma estrutura interna dotada deossos, músculos e nervos. Já as asas dos insetos são estruturas constitu-ídas de quitina, crescem como expansões do revestimento do corpo.Analogia: semelhança entre estruturas unicamente pelo fato de exercerem a mesmafunção, mas que não derivam de um ancestral comum. As estruturas análogas nãorefletem parentesco evolutivo.Órgãos vestigiaisTrata-se de órgãos atrofiados, que não desempenham funções noorganismo em que se encontram. É o caso do apêndice vermiforme,vestigial do homem, que é mais desenvolvido nos animais herbívoros,pois neles o apêndice contém os microrganismos responsáveis pela di-gestão da celulose.Outros exemplos de órgãos vestigiais: as patas traseiras da baleia,os olhos de animais que vivem em regiões sem luz (peixes de cavernas).Órgãos vestigiais: a presença de vestígios de patas na baleias e em certas cobrasindica que esses animais vieram de ancestrais com patas. O apêndice do homem evestígio de um compartimento do intestino que abrigava micróbios para a digestão dacelulose em nossos ancestrais herbíveros.326capítulo 21
  • 325. Embriologia comparada dos vertebrados atuaisTubarão Salamandra Lagarto GambáMacaco HomemAdultosÚltima forma fetal ou recém-saído do ovo ou recém-nascidoEmbrião com membros anteriores e posterioresFendas branquiais e membros anteriores formadosFormação de somitos (segmentos do corpo)Últimas clivagensOvosA DAPTAÇÃOE SELEÇÃO NATURALDe acordo com a teoria de Darwin, o ambiente seleciona os indivíduosmais adaptados. Ele não sabia explicar, na sua época, como aparecem asvariações nos indivíduos. Hoje sabe-se que mutações genéticas erecombinações gênicas podem gerar características fenotípicas novasfavoráveis ou não ao ambiente.capítulo 21 327
  • 326. Um exemplo clássico de seleção natural foi observado na Inglaterraem meados do século XIX. Antes do início da industrialização da cidadede Manchester, era visível o predomínio de mariposas claras da espécieBiston betularia em relação à escura da espécie Biston carbonaria. Naépoca, devido à ausência de fuligem e outros agentes poluentes, os tron-cos das árvores eram mais claros e recobertos de liquens, o que facilitavaa camuflagem das mariposas claras, tornando difícil sua visualizaçãopelos predadores naturais. Com o início da industrialização, os liquensforam exterminados pela poluição, e os troncos das árvores tornaram-seescuros. Com essa nova situação, as mariposas escuras foram favorecidas,e se tornaram o grupo dominante.À esquerda, situação inicial com a mariposa clara (tipo original) camuflada na florestade bétulas (árvores comuns na Europa). À direita, entre troncos e rochas jáenegrecidos, a mariposa escura encontrou abrigo. O meio mudou. E a condição desobrevivência também. A luta pela vida é entre o indivíduo e o meio. E, nessa luta, amariposa clara saiu perdendo.N EODARWINISMO Conhecida também como teoria sintética da evolução, que resulta dacombinação da genética com a teoria evolutiva de Darwin. Apesar de todos seus estudos, Darwin não conseguiu definir as cau-sas das variações hereditárias das espécies. Somente no século XX, como redescobrimento dos trabalhos de Mendel e com os conhecimentos domaterial genético, foi possível identificar os principais responsáveis pelavariabilidade de caracteres nos seres vivos. Atualmente, sabe-se que sãodeterminadas pelas mutações e recombinações genéticas.As mutações são responsáveis pela variabilidade genética, fornecendomatéria-prima para evolução. Quando novos genes são produzidos, novascaracterísticas genotípicas aparecem, podendo ser úteis ou não à espécie.328 capítulo 21
  • 327. BionotíciasMata atlântica A Mata Atl ntica, importante patrim nio brasileiro, est em estado cr ti-2co: de sua extens o original, aproximadamente 1.290.692,46 km, acha-se re-2duzida a cerca de 7,3%, ou seja, aproximadamente 94.000 km . Ainda assim, um bioma que comporta grande parte da diversidade biol gica do Brasil. Adensidade de ocorr ncia de esp cies por unidade de rea para alguns gruposindicadores, como por exemplo, os roedores, pode ser superior daAmaz -nia. Foram registrados nessa regi o os dois maiores recordes mundiais de di-versidade bot nica para plantas lenhosas (454 esp cies em um nico hectaredo sul da Bahia e 476 esp cies em amostra de mesmo tamanho no norte doEsp rito Santo). estimativas indicam ainda que a regi o abriga 261 mam - Asferos (73 deles end micos), 620 esp cies de p ssaros (160 end micas) e 260anf bios (128 end micos). A grande maioria dos animais e plantas amea ados de extin o do Bra-sil s o formas representadas nesse bioma, e das sete esp cies brasileirasconsideradas extintas recentemente, todas se encontravam distribu das naMata Atl ntica, al m de outras exterminadas localmente. O n vel deendemismo cresce quando separamos as esp cies da flora em grupos, atin-gindo 53,5% para esp cies arb reas, 64% para as palmeiras e 74,4% para asbrom lias. Preserva, ainda, plantas medicinais, serve de abrigo para v riaspopula es tradicionais e garante o abastecimento de gua e qualidade devida para mais de 70% (mais de 100 milh es) de brasileiros que vivem emseu dom nio, incluindo centros urbanos e rurais, comunidades cai aras eind genas. Os principais rios que nascem e/ou cortam a Mata Atl ntica s o oRio Paran , o Tiet , o S o Francisco, o Doce, o Para ba do Sul, o Para -napanema, o Uruguai, o Itaja -A u, e o Ribeira de Iguape, al m de milharesde pequenos afluentes, muito importantes na agricultura, pecu ria e em todoo processo de urbaniza o.A Mata Atl ntica vem sendo destru da em ritmo assustador — em cinco anosforam devastados 500.317 ha. Apesar de sua import ncia, se continuar assim, em50 anos ela desaparecer completamente das propriedades privadas.capítulo 21329
  • 328. O crossing-over, ou troca de pedaços de cromáticas que ocorrem naprófase I da meiose, permite novos arranjos de genes, os quais chegarãoaos gametas. Após a fecundação e a formação do zigoto, novas carac-terísticas poderão surgir. Um número maior de permuta proporcionará maiorvariabilidade dos gametas, e em conseqüência maior será o número degenótipos formados.GENÉTICADE POPULAÇÕESO estudo da genética de populações tem por finalidade determinar afreqüência dos genes que ocorrem em populações naturais. Foram os métodos matemáticos elaborados em 1908 pelo matemáti-co inglês G. H. Hardy e pelo físico alemão W. Weinberg que permitiramdeterminar a freqüência de um gene, em uma população em equilíbrio.Essa lei ou teorema é conhecido como equilíbrio de Hardy; Weinberg éaplicado apenas nas populações em equilíbrio, quando estas:- não sofrem mudanças (nem genéticas com mutações, nem pressõesseletivas)- contam com um grande número de indivíduos e possíveis erros deamostragem de levantamento das freqüências genotípicas não alteram aestatística- cruzamentos ocorrem ao acaso, isto é, seus integrantes se cruzam livre-mente, a população é pan-mítica (pan = todos, mítica = misturar).Aplicação da Lei de Hardy – Weinberg:Chamamos de “p” a freqüência do alelo dominante (“A”).Chamamos de “q” a freqüência do alelo recessivo (“a”).Conhecendo a freqüência de um gene é possível determinar a freqüênciado outro por subtração.p=1–qq=1–p Sabendo a freqüência de “p” e “q” é possível calcular a freqüência deindivíduos homozigotos dominantes e homozigotos recessivos e hete-rozigotos. Sabemos que nos indivíduos homozigotos dominantes ourecessivos a presença do gene por duas vezes é um caso de aconteci-mentos simultâneos. Assim, a freqüência de homozigotos dominantes seria2calculada por p x p ou p , enquanto a freqüência de homozigotos recessivos330capítulo 21
  • 329. 2é dada pela operação q x q ou q . Nos casos de heterozigotos, eles po-dem ter sidos produzidos tanto pelo óvulo quanto pelo espermatozóide.Essa dupla possibilidade exige que a expressão p x q seja multiplicadapor dois, assumindo a forma 2 p.q (2 x p x q). O total de indivíduos é de 100%; considerada uma certa característi-ca, usa-se a fórmula: 2 2P + 2 pq + q = 1A partir dos dados apresentados, podemos determinar as freqüênciasgênicas e genotípicas para qualquer população pan-mítica (casamentosocorrem ao acaso) e em equilíbrio.E SPECIAÇÃO ( FORMAÇÃODE NOVAS ESPÉCIES ) Espécie é definida como um conjunto de indivíduos que se reprodu-zem, originando prole fértil. Novas espécies podem se formar a partir depopulações por meio dos seguintes mecanismos:ISOLAMENTO GEOGRÁFICO (ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA) Indivíduos pertencentes à mesma espécie podem ser separados poruma barreira física, como: rios, mares, cordilheiras, lagos, vales etc. Como isolamento ou separação dos grupos, pode ocorrer que sejam submeti-dos a diferentes pressões seletivas. Desta forma, a seleção natural iráatuar de maneira diferente nas duas populações, o que acentuará as dife-renças genéticas entre elas. Se as barreiras perdurarem, essas diferen-ças podem chegar ao ponto de impedir o cruzamento entre as popula-ções, formando novas espécies; então ocorre o isolamento reprodutivoentre indivíduos que inicialmente pertenciam à mesma espécie. O isola-mento reprodutivo pode se manifestar de duas formas:Mecanismo pré-zigótico: antecede a formação do zigoto; os mais comuns são:• Diferenças comportamentais: quando ocorre diferença de compor-tamento entre espécies no ritual de acasalamento. Ex: canários ma-chos são capazes de atrair com seu canto apenas a fêmea de suaespécie.• Barreiras mecânicas: caracterizam-se pelo tamanho diferenciadodo aparelho reprodutor entre as espécies; ocorrem principalmentecom flores, impedindo que determinados agentes polinizadoresrealizem a polinização.capítulo 21331
  • 330. • Órgãos sexuais que amadurecem em épocas diferentes. É muitocomum em plantas que florescem em épocas diferentes do ano. Asincronização da abertura floral em épocas diferentes evita o cruza-mento entre essas espécies.Mecanismos pós-zigóticos: ocorrem após a formação do zigoto; os principais são:• Inviabilidade do híbrido: a morte é prematura, ainda nos estágiosiniciais de desenvolvimento, portanto o embrião não se desenvolve.Algumas espécies de anfíbios, vivendo na mesma lagoa, podemeven-tualmente cruzarem-se e formar híbridos que não se desenvolvem.• Esterilidade do híbrido: embora apresentem características normais,os híbridos são estéreis, o que revela a incompatibilidade do materialgenético herdado dos pais de espécies diferentes. O exemplo maiscomum é o caso do burro e da mula, conseqüência do cruzamento deégua com jumento.Nesse caso o burro e a mula são estéreis.ESPECIAÇÃOSEMISOLAMENTO GEOGRÁFICO É um tipo de especiação que ocorre com populações que vivem namesma área e é chamada simpátrica. Um exemplo de especificação simpátrica ocorre em plantas, com aformação de indivíduos poliplóides, isto é, indivíduos que apresentamtrês ou mais conjuntos de cromossomos em suas células. Os que apre-sentam três são os indivíduos tetreplóides (3N). Neste caso, não ocorreempareamento dos cromossomos na meiose, já que ocorre um númeroímpar de cromossomos. Com isso a meiose deixa de ocorrer, e não for-marão gametas; o resultado é um indivíduo híbrido estéril. A laranja-da-baía é triplóide, portanto não produz gametas e nem sementes.E RASGEOLÓGICAS E ORIGEM DOS GRUPOS ATUAISAcredita-se que a vida surgiu na Terra há cerca de 3,6 bilhões deanos, e que a formação da Terra é de 4,5 bilhões de anos. Desde suaformação, a Terra passou por várias transformações físicas e climáticas.Essas transformações foram responsáveis pelo surgimento, pela manu-tenção e extinção de muitas espécies. Para facilitar o estudo e a origem dos grandes grupos, divide-se essetempo em eras, períodos e épocas.332 capítulo 21
  • 331. Os primeiros seres vivos a surgir na Terra foram os procariontes (bac-térias e os cianobactérias) que se alimentavam de matéria orgânica. Comas alterações climáticas e as transformações ocorridas na Terra, a maté-ria orgânica foi diminuindo e, devido à necessidade de alimento, que foificando escasso para todos os heterotróficos, surgiram os autotróficos.Há cerca de 2 bilhões de anos surgiu a célula eucarionte e com ela surgi-ram os seres pluricelulares. Há 650 milhões de anos, ainda na era Pré-cambriana, surgiram os invertebrados, que eram exclusivamente aquáti-cos. Muitas espécies desapareceram na própria era Pré-cambriana. A conquista do meio terrestre pelos primeiros invertebrados ocorreu na eraPaleozóica, no período Siluviano, há cerca de 4 milhões de anos, pois a Terra jáera habitada por algumas espécies de vegetais, que serviram de alimento paraos invertebrados. De todos os invertebrados, os mais bem adaptados foram osinsetos, pois apresentavam o exoesqueleto de quitina, que os protege e ajuda nocombate ao processo de desidratação; surgiram no período Devoniano da eraPaleozóica e se expandiram para os mais diversos ambientes. Ainda na era Paleozóica do período Devoniano surgiram os primeirosprotocordados, que são os ancestrais dos peixes, os primeiros vertebrados. Os primeiros representantes dos peixes surgiram no período Ordoviciano,diversificando-se no período Siluviano e Devoniano. No período Devoniano, devido às alterações climáticas, alguns peixesdesenvolveram a capacidade de respirar fora da água — os peixes dipnóicosou pulmonados. Os peixes pulmonados apresentam uma musculatura e es-trutura óssea mais desenvolvida. Foi a partir dessas estruturas que evoluí-ram as patas dos anfíbios, os primeiros vertebrados a conquistar a terra.Os primeiros anfíbios a surgir eram maiores que os atuais e se prolifera-ram no período Carbonífero. Quanto aos vegetais, dominavam nesse perío-do as florestas tropicais com vegetação abundante. Logo após os anfíbios, surgiram os répteis, no período Permiano; ocor-reu nesse período a expansão dos répteis devido a alterações climáticas.O clima no período foi mais frio e seco.Os répteis se tornaram independentes da água para reprodução, poiso ovo com casca protege o embrião e retém o alimento necessário ao seudesenvolvimento, evitando o processo de desidratação; seus pulmões sãomais desenvolvidos, possibilitando armazenar todo o oxigênio necessárioà sua sobrevivência.capítulo 21333
  • 332. Os grandes répteis dominaram o mundo no período Jurássico. Existiamdesde dinossauros gigantes até pequenas formas, comparáveis aos jabutis.Os grandes répteis desapareceram em um curto período de tempo, hácerca 65 milhões de anos. A causa da extinção dos grandes répteis aindanão foi totalmente esclarecida. A grande maioria dos cientistas acredita que,devido às mudanças climáticas que a Terra sofreu, e à chuva de grandesmeteoros – que levantaram uma poeira que permaneceu por dezenas deanos em suspensão na atmosfera, escurecendo e esfriando o planeta.Depois dos répteis, surgiram os seres homeotérmicos, isto é, que con-seguem manter a temperatura corpórea constante, independente do meioambiente. Devido a essa capacidade, o grupo dos homeotérmicos “aves emamíferos” passou a habitar os vários ambientes da Terra, desde as regiõesmais frias até os desertos e as regiões quentes.As aves evoluíram a partir de um grupo de répteis que viveu no períodoJurássico denominado Archaeoteryx. Suas formas revelam a transição derépteis para aves.No fim período Cretáceo, as aves já apresentavam muitas das caracte-rísticas das aves atuais, possuindo por exemplo dentes e bicos.Pequenos mamíferos conviveram com os dinossauros. Eram ativos, desangue quente (homeotérmicos) e o seu desenvolvimento embrionário ocorriano interior do corpo materno. Com o desaparecimento dos grandes répteis, osmamíferos dispersaram-se pelo ambiente terrestre, passando a dominá-lo.Os primeiros mamíferos surgiram no período Triássico, a partir de umalinhagem dos répteis.Acredita-se que há apenas cerca de 5 milhões de anos, a partir de ma-cacos primitivos que viviam na África, teriam surgido os originadores da li-nhagem da qual surgiram os chimpanzés e o homem.A partir de então, ambos evoluíram separadamente. Apesar das dife-renças, a ordem dos primatas mantém características comuns, tais como:cinco dedos nas mãos e nos pés, com o polegar em oposição aos outrosdedos, permitindo segurar objetos e agarrar-se a galhos de árvores commaior firmeza; visão tridimensional, que lhes permite ver em profundida-de, postura ereta e comportamento social.Acredita-se que nossa espécie Homo sapiens surgiu há apenas 300 milanos, no continente africano. O homem adquiriu postura ereta, abandonouas florestas e passou a viver no campo e nas savanas. A postura ereta liber-334capítulo 21
  • 333. tou as mãos e possibilitou o desenvolvimento do cérebro. Adquirindo a inte-ligência, foi capaz de fabricar e manejar objetos, o que lhe permitiu caçar eexplorar o ambiente. testes1 – (UEL-PR) Nas regiões industrializadas da Inglaterra, as populações de mari-posas Biston, de cor clara, foram substituídas gradativamente por outras de corescura, a partir de 1900. Esse relato constitui um exemplo clássico de:a) competiçãod) irradiação adaptativab) recapitulaçãoe)convergência adaptativac) seleção natural2 – (UCMG) Numa cidade com 10 mil pessoas, verifica-se que 900 são albinas.A freqüência do gene recessivo será:a) 0,003b) 0,03c) 0,09d) 0,3 e) 0,93 – (UFRN) O gene que determina grupo sanguíneo do tipo “M” não é domi-nante sobre o alelo que determina sangue do tipo “N”. O heterozigoto é “MN”.Numa população, 36% dos indivíduos pertencem ao grupo “M”. As freqüênciasesperadas para os indivíduos de sangue “N” e “MN” são, respectivamente:a) 16% e 48%c) 40% e 36% e) 72% e 36%b) 18% e 40%d) 40% e 48quest es1 – (Vunesp-SP) Em se tratando de evolução, o que nos mostra a existência deórgãos homólogos e de órgãos análogos?2 – (Vunesp-SP) Tanto para Lamarck quanto para Darwin, o ambiente tinha umpapel importante no processo evolutivo.a) Qual dos dois cientistas admitia que o ambiente selecionava a variação maisadaptativa?b) Qual o pensamento do outro cientista sobre o papel do ambiente no pro-cesso evolutivo?3 – (UFRJ) O seguinte texto foi divulgado através da imprensa. “O número delagartas que ataca o algodoeiro é regulado por seus predadores naturais. Noentanto o uso indiscriminado de inseticidas para acabar com as lagartas resultouno extermínio de seus predadores, enquanto elas desenvolveram resistência aosinseticidas”. Com base na teoria moderna da evolução, como você explica a ex-pressão “desenvolveram resistência” no texto acima? capítulo 21335
  • 334. c a p í t u l o 22ECOLOGIAI NTRODUÇÃOEcologia é o estudo das relações entre os seres vivos e o ambienteem que vivem. O termo ecologia apareceu pela primeira vez em 1866,e é atribuído ao naturalista alemão Ernest Haeckel. Deriva do gregooikos = “casa”, e logos = “estudo”.Nas últimas décadas, com o crescimento populacional, o serhumano passou a ocupar cada vez mais espaço no meio ambiente, eesses espaços são ocupados sem nenhum controle, agredindo anatureza, com efeitos desastrosos à flora, à fauna, poluindo rios eoceanos, alterando a qualidade do ar, comprometendo a vida na Terra.Em conseqüência disso, o homem passou a se preocupar com anatureza. O termo ecologia passou a ocupar jornais e revistas, alertandoa população humana, prestando imensas contribuições à manutençãoda vida no planeta. É a ciência geradora de movimentos políticos esociais, e ganha um papel importante nas decisões econômicas de todosos países do mundo.O respeito à natureza tem de ser adquirido nos primeiros anos devida. Os pais, a escola, toda a sociedade tem de investir na criança,para que ela cresça consciente da importância de preservar seu planeta.A própria Constituição da República Federativa do Brasil, Título VIII.Da ordem social. Capítulo VI. Do meio ambiente, em seu artigo 225,diz que: “Todos têm direito ao meio ambiente ecologicamente equili-brado, bem de uso comum do povo e essencial à sadia qualidade de336capítulo 22
  • 335. vida, impondo-se ao Poder Público e à coletividade o dever de defendê-lo e preservá-lo para as presentes e futuras gerações”.C ONCEITOSFUNDAMENTAIS EM E COLOGIAEspécie é a unidade de classificação dos seres vivos, e podemosdefinir espécie como um conjunto de seres vivos que apresentam asmesmas características morfológicas, fisiológicas e comportamentaise que podem cruzar-se entre si, produzindo descendentes férteis.Organismos de uma mesma espécie, quando habitam um de-terminado espaço, ao mesmo tempo, constituem uma população. Ao conjunto de populações que interagem em um determinadomeio dá-se o nome de comunidade ou biocenose.É a parte biótica (conjuntos de seres vivos) do ecossistema. Acomunidade pode ser formada por espécies de plantas e animais quese inter-relacionam e ocupam o mesmo espaço. Ao conjunto de seres vivos e do seu meio ambiente físico (biótopo)incluindo suas relações entre si, dá-se o nome de ecossistema. Oconceito de ecossistema é bastante abrangente com relação aotamanho — uma lagoa, um rio, uma ilha, um oceano pode ser chamadode ecossistema. Assim, uma ilha com sua vegetação, seus animais,seu tipo de solo, seu clima, forma um ecossistema.Bioma é um conjunto diversificado de ecossistemas, são as grandessubdivisões do planeta Terra (conjuntos das águas salgadas, das águasdoces e terrestre). E o conjunto dos biomas forma a biosfera. O termobiosfera refere-se a toda parte do planeta habitada por seres vivos.S UCESSÃO ECOLÓGICA O desenvolvimento de um ecossistema é também chamado desucessão ecológica e envolve processos de mudanças na estruturade espécies e comunidades ao longo do tempo. A sucessãonormalmente caminha para um estágio clímax, isto é, a comunidadefinal do desenvolvimento. Durante o clímax as mudanças continuamocorrendo de uma maneira estável e equilibrada.E TAPAS DE UMA SUCESSÃO ECOLÓGICA Toda comunidade, até atingir seu equilíbrio, passa por três etapas:comunidades pioneiras, comunidades intermediárias e comunidade clímax.capítulo 22 337
  • 336. Sucessão ecológicaComunidades pioneiras São formadas pelos primeiros organismos a se instalarem emum local. Normalmente a colonização se inicia em locais hostis à vida, como porexemplo: desertos , superfícies rochosas, locais de altas ou baixas tempe-raturas, regiões desmatadas. Entretanto existem na natureza espécies de seres vivos que conse-guem sobreviver em locais hostis à vida. É o caso dos liquens (associaçãode algas azuis ou cianobactérias e fungos). Estrutura reprodutora dos liquens,constituída por pequenas hifas e fungos, são levadas pela água, e ao sefixar numa rocha, conseguem se desenvolver, pois os fungos retêm a umi-dade do ar e as algas fazem fotossíntese, produzindo alimento para ela epara o fungo. Com o tempo, liquens vão morrendo e sendo decompostospelos agentes decompositores, formando no solo uma camada de matériaorgânica, preparando o solo para que outras espécies se desenvolvam.As espécies que primeiramente se instalam são chamadas de pioneiras.Os liquens, além de contribuírem para a formação da camada orgânica,protegem o solo contra os efeitos da erosão, modificando aos poucos oambiente, tornando-o propício ao desenvolvimento de outras espécies.338capítulo 22
  • 337. Bionotícias O petróleo em declínio No início da civilização, durante quase 10 mil anos, a humanidade se con-tentou em viver consumindo, em média, míseros 20 watts de energia por pessoa— o equivalente, hoje, a manter acesa 24 horas por dia uma lâmpada de árvorede Natal. Essa situação só foi mudada em 1859, com a perfuração do primeiropoço de petróleo. De lá para cá, o mundo passou a esbanjar energia, e o consumoper capita cresceu de maneira explosiva, atingindo, em poucas décadas, a marcaatual, de 2.000 watts por pessoa. Entretanto, o petróleo, apesar de apresentar umareserva que abasteceria o planeta por mais 75 anos, move a economia mundialcom tanta avidez, fazendo mal à saúde da Terra, que nada justifica que se conti-nue a usá-lo, sendo que outras fontes de energia, mais limpas e mais baratas,estão aparecendo para substituí-lo. E quais são as alternativas? Tudo indica,atualmente, que o grande sucessor do petróleo é o hidrogênio, o mais simples detodos os elementos químicos e, de longe, o mais abundante no ambiente. Elepoderia ser extraído da água do mar, entre outras possibilidades, para substituir opetróleo com vantagens imensas. Primeiro, por ser uma fonte inesgotável de ener-gia. Segundo, porque “queimar”, no dicionário da química, é sinônimo de “com-binar com oxigênio”. O que gera, de novo, água — único resíduo deixado pelaqueima do hidrogênio. A energia liberada nesse processo é transformada emeletricidade dentro de um gerador desenvolvido especialmente para esse fim,batizado de célula de combustível. A eletricidade, por sua vez, coloca, por exem-plo, um carro em funcionamento.Outra fonte que tende a crescer á a energia solar. Apesar de ser muito inconstantee de não ter força ainda para mover carros, o Sol poderá ser usado ao lado dashidrelétricas e termelétricas para gerar eletricidade. Prova disso é o “satélite-usina”que o Japão pretende lançar ao espaço com o objetivo de coletar luz do Sol eenviá-la para baixo na forma de eletricidade. Os países em desenvolvimento são os que mais dependem do petróleo paraempurrar suas economias. Portanto, será preciso facilitar o acesso desses paísesàs inovações energéticas por meio de uma maior cooperação internacional. Oêxito da saudável conspiração ambiental contra o petróleo depende disso. A luzdo Sol não é ainda uma fonte significativa de energia, mas poderá crescer, nofuturo, se as antenas usadas para captá-la forem montadas no espaço, como oJapão está começando a fazer. capítulo 22339
  • 338. Sementes ou esporos trazidos pelo vento ou por pássaros e depositados soba matéria orgânica começam a germinar, surgindo no local pequenos arbustos,musgos, gramíneas (vegetação de pequeno porte) denominadas comunidadeintermediária. Já com uma vegetação mais desenvolvida, o local sofremodificações climáticas, atraindo insetos, aves, animais de pequeno porte.Aos poucos a vegetação de pequeno porte vai sendo substituída porárvores de grande porte e por uma maior variedade de espécies, tanto deanimais como de vegetais. Com o tempo, a flora e a fauna vão se tornandomais estáveis, até a comunidade atingir o estágio de clímax.A comunidade clímax, constitui o estágio final da sucessão ecológica,com um microclima próprio, a fauna e flora totalmente adaptadas. Nesseestágio praticamente só vão ocorrer substituições dos seres vivos quevão morrendo.questões1 – (Unicamp-SP) uso indiscriminado da palavra Ecologia tem levado a acentuadoOdesgaste de seu significado original, às vezes por grupos interessados apenas emtirar proveito da situação, sem interesse científico e sem a seriedade que o assuntorequer. Dê o conceito biológico da palavra Ecologia e apresente um argumentofavorável e outro contrário às atividades dos grupos acima referidos.2 – (UFMG) “A 26 de agosto de 1882 a pequena ilha vulcânica de Cracatoa,situada a 41 km de Java, voou pelos ares numa tremenda explosão, que foi percebidaa mais de 1600 km de distância. Partes da ilha desapareceram completamente eas que resistiram foram cobertas por uma camada tão espessa de cinza quenteque nenhuma planta ou animal sobreviveu. Três anos após a explosão, viu-se queo solo estava coberto de cianofíceas e descobriram-se 11 espécies de filicíneas e15 de fanerógamas. Os animais surgiram logo após as plantas. Em 1889, sete anosapós a explosão, havia muitos tipos de artrópodes (aranhas, moscas, besouros,borboletas, mariposas). Por volta de 1920, a lista de animais aumentava para 513espécies (incluindo representantes de répteis, aves e mamíferos). Dez anosmais tarde, Cracatoa estava coberta por uma floresta jovem, mas densa”.a) Como se denomina o fenômeno ecológico ocorrido na ilha a partir daerupção vulcânica até dez anos depois?b) Qual o papel dos organismos pioneiros no ambiente físico?c) Por que no processo de reorganização da natureza em Cracatoa os heterótrofos não poderiam ter sido os organismos pioneiros?340 capítulo 22
  • 339. c a p í t u l o23 ESTRUTURA DOS ECOSSISTEMASFLUXO DE ENERGIA E MATÉRIACICLOS BIOGEOQUÍMICOS Ecossistema é definido pela inter-relação entre os componentes abióticos(solo, água, ar, luz e nutrientes) e os componentes bióticos (seres vivos).Dentro dos limites de um ecossistema, a energia solar terá um papelfundamental na produção de alimento. Essa energia segue um fluxounidirecional, passando por diversos níveis de seres vivos — é o fluxo deenergia e de matéria. As substâncias inorgânicas são reaproveitadas em processoscomplexos que envolvem decompositores, processos químicos e geológicos— os ciclos biogeoquímicos. Vamos estudar cada um desses processos.F LUXO DE ENERGIA E DE MATÉRIAOs componentes bióticos que fazem parte de um ecossistemapertencem a uma dessas três categorias: produtores, consumidores edecompositores. Produtores – Também chamados de seres autotróficos, são aquelesque conseguem fabricar seus próprios alimentos. A partir da matériainorgânica simples, fabricam compostos orgânicos. Dependendo da fonte de energia utilizada pelos organismos, osprodutores podem ser de dois tipos: os quimiossintetizantes e osfotossintezantes.capítulo 23341
  • 340. Os quimiossintetizantes retiram a energia de que necessitam dasreações de oxidações que ocorrem com a matéria inorgânica. Comoexemplo, temos as bactérias, denominadas nitrobactérias, porque oxidamcompostos que possuem nitrogênio. Os fotossintetizantes retiram a energia de que necessitam da luz so-lar. São os vegetais verdes os grandes responsáveis pela totalidade daprodução de matéria orgânica na natureza. Nos ecossistemas terrestres háum predomínio dos angiospermas, e nos ecossistemas aquáticos predomi-nam as algas.Consumidores – Também chamados de heterotróficos, são os seresincapazes de produzir seus próprios alimentos. Em decorrência disso,alimentam-se de produtores ou de outros consumidores. Os consumidoressão classificados em: primários, secundários, terciários e assim por diante.O consumidor primário, ou de 1ª ordem, é o que se alimenta diretamentedos produtores. É o caso de animais herbívoros, como o coelho, a vaca, ocavalo etc.Os consumidores secundários, ou de 2ª ordem, é o que se alimentamdos herbívoros ou consumidores de 1ª ordem. São animais carnívoros, comoa coruja, a cobra etc. Os de 3ª ordem, ou terciários, são aqueles que sealimentam dos secundários ou de 2ª ordem, como o tigre, a onça, o falcão.Existem também os seres onívoros, que possuem alimentação mista,ingerindo alimentos tanto de origem animal como vegetal. Decompositores – São organismos que se alimentam da matériamorta. Geralmente são microrganismos (bactérias e fungos). São capa-zes de degradar a matéria orgânica morta, transformando-a em compos-tos inorgânicos.O Sol é a principal fonte de energia que alimenta a Terra. Por meio dosseres fotossintetizantes, essa energia é transformada em energia químicae armazenada nos alimentos orgânicos. O alimento orgânico é a matéria-prima para os seres vivos realizarem suas funções vitais.O processo que permitirá os seres vivos liberarem a energia contidanos alimentos é a respiração. Pela respiração, e em presença do oxigênio,a molécula orgânica é degradada em água e gás carbônico, liberandoenergia.A respiração é realizada tanto pelos produtores como pelos consumidores.342capítulo 23
  • 341. D IRECIONAMENTODOS FLUXOS ENERGÉTICO E DAMATÉRIAO fluxo da matéria e da energia é sempre contínuo, dos produtoresaté os decompositores, podendo ou não passar pelos consumidores. A energia da matéria é sempre transferida de um ser ao outro, namedida em que um se alimenta do outro. A energia flui unidirecionalmentena natureza; uma vez utilizada pelos seres vivos em seus processos vitais,não é mais reaproveitada. Já a matéria tem um comportamento cíclico,voltando sempre ao produtor e sendo normalmente reaproveitável. Ciclo contínuo da matéria e energiaC ADEIAS E TEIAS ALIMENTARES Cadeias alimentares são sistemas de transformação de energia dosprodutores aos consumidores, através de elos de ligação em que um servede alimento para o outro. Nas cadeias alimentares estabelecem-se diversosníveis tróficos ou alimentares. Normalmente reconhecem-se quatro níveistróficos: primário, secundário, terciário e quaternário.O nível primário é sempre representado pelos produtores.O nível secundário é representado pelos consumidores primários oude 1ª ordem.O nível terciário é representado pelos consumidores secundários oude 2ª ordem.O nível quaternário é representado pelos consumidores terciários oude 3ª ordem. capítulo 23 343
  • 342. O último nível é sempre representado pelos decompositores.Nas cadeias alimentares, quando a energia passa de um nível tróficopara outro, ocorre perda de energia na forma de calor. Podemos dizerque, quanto mais curta for a cadeia alimentar, maior será a energiadisponível. Cadeia alimentar: planta —> gafanhoto —> rã —> cobra —> gavião —> decompositoresdecompositoresTEIA A L I M E N TA RÉ o conjunto de cadeias alimentares de uma comunidade. A cadeiaalimentar é geralmente linear, mostra apenas um caminho seguido pelamatéria e energia; já nas teias alimentares ocorrem inúmeras relaçõesentre os componentes de uma comunidade.Teia alimentardecompositores344capítulo 23
  • 343. P IRÂMIDES ECOLÓGICASPara identificar um determinado ecossistema, é de fundamental im-portância reconhecer a teia alimentar, a transferência de matéria e deenergia que ocorre no ecossistema. Todos esses processos podem serrepresentados de forma quantitativa por pirâmides ecológicas, pois emcada nível trófico ocorre perda de energia e de matéria, e o gráfico repre-sentado acaba por adquirir a forma de uma pirâmide.P IRÂMIDE DE ENERGIASabemos que a transferência deenergia ao longo da cadeia alimentar nãoé um processo cíclico, o fluxo de energiaé decrescente ao longo da cadeia.Quanto mais longe um nível trófico estiverdo nível dos produtores, menor será aquantidade de energia recebida. Umapirâmide de energia nunca será invertida,pois um nível trófico terá necessariamente maior quantidade de energiado que o nível trófico seguinte.P IRÂMIDE DE NÚMERO Representa o número deindivíduos presente em cadanível trófico. Por exemplo:um milhão de plantas (pro-dutores) serão necessáriaspara alimentar 300 mil con-sumidores primários, queservirão de alimento para100 mil consumidores secundários, que servirão de alimento para milconsumidores terciários.A pirâmide de número pode apresentar o ápice para cima quando onúmero de produtores for muito grande em relação ao de consumidores.Mas, em uma floresta, um número pequeno de árvores pode servir dealimento para um número maior de insetos, que por sua vez servirão dealimento para um número maior de protozoários parasitas; neste caso, apirâmide será invertida.capítulo 23345
  • 344. BionotíciasO hidrogênio moverá o mundo O hidrogênio está sendo visto como o remédio ideal para a economia dofuturo, eliminando os problemas causados pelo petróleo, pelo carvão e pelo gás eque afetam o clima. Aproveitando-se disso, muitos países e empresas estãoaumentando os investimentos em tecnologias para extrair energia do hidrogênio.A tecnologia das células de combustíveis que utilizam o hidrogênio para produzireletricidade e água tem avançado constantemente e até já é empregada pelaindústria automobilística. Várias empresas petrolíferas consideram o hidrogêniouma grande alternativa para o combustível. Inclui-se aí a Texaco, que investepesado na tecnologia de armazenamento, sendo dela aproximadamente 70% dasfábricas que produzem hidrogênio em todo o mundo. Os ecologistas dizem que éfundamental encontrar uma fonte renovável de hidrogênio para um futuroenergético sustentável e que uma emissão nula ou quase nula de gases estufa sópode ser alcançada por meio do hidrogênio.P IRÂMIDE DE BIOMASSADenominamos biomassa a soma das massas de todos os indivíduos quecompõem um determinado nível trófico. Apenas uma pequena parcela damassa adquirida por meio dos alimentos é transformada em matéria viva.A grande parcela serve como fonte de energia e é eliminada para o meioambiente na forma de resíduos respiratórios (CO2, H2O) e excreção (uréia).A biomassa é a soma das massas de todos os indivíduos de umnível trófico346capítulo 23
  • 345. C ICLOS BIOGEOQUÍMICOSDEFINIÇÕESGERAISSOBREOS CICLOS BIOGEOQUÍMICOSA vida na Terra se desenvolve por constante reciclagem de nutrientes.Os mesmos elementos químicos circulam nas cadeias biogeoquímicas, eestão presentes ora nos seres vivos, ora no meio externo. Nos ciclosbiogeoquímicos, os seres decompositores — bactérias e fungos —desempenham um papel primordial. Com a morte do organismo, a matéria édecomposta por eles, e os elementos químicos resultantes são novamentecolocados à disposição do ambiente e de outros seres vivos. Na biosfera, ocorrem vários ciclos biogeoquímicos. Estudaremos osprincipais.CICLO DA ÁGUAA água é o composto inorgânico mais abundante, tanto na constituiçãodos seres vivos como no ambiente.O ciclo da água pode ser dividido em ciclo curto e ciclo longo.No ciclo curto as águas contidas nos mares, rios, lagos, a que se encontramisturada com o solo, é aquecida pelo calor do sol, evapora-se do ambientee se condensa em forma de nuvens na atmosfera, devido ao resfriamentoem maiores altitudes. Depois, ocorre a precipitação na forma líquida, comochuva ou neblina, ou na forma sólida, como neve ou granizo, voltandonovamente à terra. No ciclo longo, participam os seres vivos. As plantas absorvem água dosolo, que é fundamental para a realização da fotossíntese. Posteriormente aágua é liberada pelo processo da respiração e transpiração das plantas.Em função desses processos, as florestas tropicais densas estão sempreúmidas, contribuindo para manutenção do clima da Terra. respiraçãochuva transpiração evapotranspiração evaporação gutação Ciclo da águacapítulo 23 347
  • 346. CICLO DO CARBONO O carbono é um elemento disponível na atmosfera. Os seresfotossintetizantes retiram o carbono da atmosfera pelo processo dafotossíntese. E o mesmo é encontrado sob duas formas: na forma de CO2(dióxido de carbono) existente no ar e dissolvido na água, e na composiçãodas moléculas dos seres vivos e pelos depósitos de combustíveis fósseis,como o carvão e o petróleo.Pelo processo da fotossíntese o CO2 é fixado e transformado emmatéria orgânica pelos produtores. Os consumidores adquirem carbonoingerindo a matéria orgânica.Tanto os animais como os vegetais perdem carbono pela respiração.O carbono que fica retido na biomassa retorna à terra pelos excrementose cadáveres dos animais e restos dos vegetais, que serão decompostosem elementos químicos pela ação dos decompositores.O ser humano interfere no ciclo do carbono na medida em que removecobertura vegetal, por derrubada ou queimada de florestas, polui os marescom derramamento de petróleo, impedindo que a luz penetre na água e,em conseqüência da não realização da fotossíntese pelos vegetaisaquáticos, o que desequilibra toda cadeia alimentar do ambiente. Ciclo do carbonoCICLO DO OXIGÊNIOO oxigênio surgiu na Terra pela ação da fotossíntese, e cerca de 21%da atmosfera terrestre são constituídos de oxigênio (O2) livre; o oxigênioencontra-se também dissolvido na água, mas em percentual menor.O oxigênio é utilizado nas atividades respiratórias de todos os ani-mais e vegetais.348 capítulo 23
  • 347. É um gás comburente, alimenta as combustões. Forma a camada de ozônio (O3) que protege a Terra contra a açãodos raios ultravioleta. Pela ação dos seres fotossintetizantes, o oxigêniovolta à atmosfera; principalmente pela ação do fitoplâncton. Ciclo do oxigênioCICLO DO NITROGÊNIO (N2) Por fazer parte das moléculas dos ácidos nucléicos, das proteínas, daclorofila e de alguns outros compostos, o nitrogênio (N2) é de fundamentalimportância para a vida na Terra. O nitrogênio é encontrado na forma N2 (gás nitrogênio) e representa78% de todo o ar atmosférico.São raros os seres vivos que aproveitam o nitrogênio diretamente daatmosfera. Alguns microrganismos conhecidos como fixadores de nitrogêniopossuem a capacidade de fixar o nitrogênio em suas moléculas orgânicas.Fixação do nitrogênio, nitrificação e denitrificação As bactérias dos gêneros Rhizobium e Azotobacter, as cianobactérias(algas azuis) do gênero Nostoc são grandes fixadores de nitrogênio tantodo ar como da água.Esses microrganismos, quando morrem, liberam nitrogênio na forma deamônia (NH3) para o solo. A amônia é aproveitada por outras bactérias dosolo, sendo transformada em nitratos (NO3-) — nitrificação, que pode serutilizada pelas plantas. As bactérias do gênero Rhizobium vivem em nóduloscapítulo 23 349
  • 348. presentes nas raízes de algumas leguminosas, como o feijão, a soja, a ervi-lha etc. e têm a capacidade de reter o nitrogênio, transformando-o em nitra-tos e recebendo açúcares da planta; é um caso de simbiose ou mutualismo.As cianobactérias também são excelentes fixadoras de nitrogênio, adquirin-do com isso um grande poder adaptativo, conseguindo sobreviver em ambi-entes estéreis, procedendo como organismos pioneiros na instalação de umacomunidade. As plantas aproveitam o nitrogênio na forma de nitratos, e estes passama fazer parte das moléculas orgânicas. Os animais, alimentando-se dos ve-getais, adquirem os nitratos. Na cadeia alimentar, as proteínas e os ácidosnucléicos acabam por ser degradados, produzindo resíduos nitrogenados,tais como: amônia, uréia e ácido úrico, que são eliminados pela excreção dosanimais.Os resíduos nitrogenados também voltam ao solo quando morrem ani-mais e vegetais; a amônia, voltando ao solo, pode passar novamente peloprocesso de nitrificação. Nem todo composto nitrogenado sofre a ação das bactérias nitrificantes;alguns são convertidos, pela ação das bactérias denitrificantes, em gásnitrogênio, que é liberado para a atmosfera.350capítulo 23
  • 349. testes1 – (FESP-PE) Num ecossistema, existem complicadas relações alimentaresentre produtores, consumidores e decompositores. O esquema abaixo representauma teia alimentar onde são vistas essas relações alimentares.Baseado no gráfico acima, assinale a alternativa que indica apenas consumidores de 2ªordem, considerando as diversas cadeias alimentares existentes nessa teia alimentar:a) gafanhoto, ave, veado b) cobra, ave, pantera c) coelho, onça, gaviãod) gavião, preá, avee) veado, cobra, onça2 – (PUC-RS)Os ciclos do carbono e do oxigênio estão inter-relacionados porestar diretamente associados:a) à fotossíntese e à respiraçãob) a organismos mortos e a decompositoresc) a organismos mortos e à fotossíntesed) à respiração e à combustãoe) à fotossíntese e à combustãoquestões1 – (Med. Barbacena-MG) que podemos dizer que um ecossistema éPorsempre “aberto” em relação à energia?2 – (Mauá-SP)Dar exemplos de decompositores e explicar qual a suaimportância em um ecossistema.3 – (Fuvest-SP)Construa uma cadeia alimentar com os elos essenciais, servin-do-se de exemplos brasileiros. Indique nessa cadeia, com uma seta, o gradientedecrescente no fluxo de energia. capítulo 23351
  • 350. c a p í t u l o 24A INTERFERÊNCIA DO HOMEM EOS DESEQUILÍBRIOS ECOLÓGICOSA grande maioria dos problemas ambientais que ocorrem no mundode hoje poderiam ser evitados se o homem tivesse conscientizaçãoecológica. Hoje, já se percebe um certo interesse em orientar ascrianças com a intenção que elas cresçam conscientes dos efeitos dapoluição, das devastações de florestas, da importância da biodiver-sidade para o equilíbrio do planeta.P OLUIÇÃOAMBIENTALSão vários os poluentes que contaminam o nosso ambiente. A água,o ar, o solo são contaminados por substâncias não biodegradáveis,que permanecem nas cadeias alimentares por longo tempo.P OLUIÇÃO DAS ÁGUAS Os rios, mares, lagos servem de despejo para inúmeros poluentes,tais como: esgotos não tratados, plásticos, produtos químicos como omercúrio, agrotóxicos, petróleo. Muitos desses produtos não sedegradam e passam de um elo para o outro na cadeia alimentar,prejudicando várias populações.O excesso de nutrientes jogados pelos esgotos não tratados provocaa eutrofização — fenômeno desencadeado pelo crescimento exageradode algas planctônicas, devido ao excesso de matéria orgânica —, criandouma grossa camada na superfície das águas, o que impede a entrada daluz na água. Sendo assim, não ocorre fotossíntese nas camadas mais352 capítulo 24
  • 351. profundas, e as algas que estão abaixo da superfície, e que fazem parteda base das cadeias alimentares aquáticas, morrem.P OLUIÇÃO DO ARSão vários os agentes químicos e físicos que atuam como poluentesdo ar. Entre eles destacam-se:-monóxido de carbono (CO), gás resultante da combustão dos derivadosdo petróleo e do carvão mineral. A reação entre o CO e a hemoglobinaresulta em um composto estável, a carboemoglobina, que impede ahemoglobina de transportar o oxigênio, tornando-se um risco à saúde.-dióxido de carbono (CO 2), resultante da respiração aeróbica e dafermentação. Gás necessário para o processo da fotossíntese, mas auma taxa de 0,03% do ar atmosférico; acima desse percentual, podese tornar tóxico, causando problemas à saúde e ao ambiente.-óxido de enxofre (SO2 e SO3), derivam da manipulação de minérios sulfurosose da queima de combustíveis que contêm enxofre. Presente no ar, é um dosresponsáveis pelas chuvas ácidas e causam danos ao sistema respiratório.-hidrocarbonetos, resultantes da queima de combustíveis dos automo-tores, ao se evaporar produzem benzeno e benzopireno; essas subs-tâncias, agindo sobre a pele, têm efeito cancerígeno.P OLUIÇÃO DO SOLO Com o desmatamento e a queima das florestas, o solo desprotegido vemsofrendo rapidamente o processo da erosão, pela ação das chuvas e dos ventos.Além da erosão, esse processo pode também provocar a lixiviação, isto é, aságuas das chuvas carregam a camada mais rica em sais minerais e matériaorgânica para os rios, empobrecendo a terra. A erosão provoca também oassoreamento, isto é, depósito de detritos no fundo dos rios, tornando-os maisrasos, e facilitando, portanto, o transbordamento e as inundações.O lixo urbano, industrial, radioativo, agrotóxico (utilizados no combateàs pragas na agricultura) são também grandes destruidores do solo,podendo contaminar lençóis freáticos e poluir a água potável.E FEITO ESTUFA Uma camada de gases envolve a Terra e impede que o calor terrestrevolte todo para o espaço; isso aumenta a temperatura do planeta. O fenômeno capítulo 24353
  • 352. natural de resfriamento propiciou a vida na Terra. Mas, com as queimadas,as indústrias, os automóveis, a concentração de dióxido de carbono e outrosgases, aumentou na atmosfera, que acaba funcionando como uma estufa.Os efeitos podem ser desastrosos, com o aquecimento das águas e oderretimento das calotas polares, aumentando o nível do mar nos litorais. Representação do efeito estufaC AMADA DE OZÔNIOA camada de ozônio envolve a Terra há aproximadamente a 400milhões de anos. Sua formação deve-se ao processo de fotossínteserealizado pelas microscópicas algas azuis, que produziram oxigênio paraformar uma camada de 15 a 50 km na estratosfera, composta por um gásespecial O3 (ozônio), capaz de impedir a passagem dos raios ultravioletas,que em excesso podem ser prejudiciais à vida.Mas, desde 1970, quando foi detectado na Antártida um buraco nacamada de ozônio, os cientistas alertaram para o perigo do uso dedeterminadas substâncias químicas capazes de destruir a camada deozônio. Entre elas destaca-se o clorofluorcarbono (CFC) ou gás freon,utilizado em geladeiras, aerossóis, aparelhos de ar-condicionado. Ele reagecom o gás ozônio na estratosfera, liberando O2 e formando o monóxido decloro (ClO). O gás freon desencadeia várias reações cujo resultado é adiminuição dos teores de ozônio na atmosfera. A redução na camada de ozônio permite a passagem dos raiosultravioleta. Isso pode causar problemas no sistema imunológico humano,354capítulo 24
  • 353. deficiências genéticas e câncer de pele. A agricultura também seria afetada,com a diminuição na produção de feijão , soja, ervilha e outras mais.C HUVASÁCIDASUma mistura de poluentes atmosféricos, eliminados pelas indústriaspela queima de combustíveis fósseis como o petróleo e o carvão mineral,tornam a água da chuva muito mais ácida do que a água das chuvasnormais; o ácido sulfúrico, o ácido nitrogênio e o ácido hidroclorídico sãoabsorvidos pelas gotas de chuva e depois precipitam-se sobre a face daTerra; e é a esse fato que damos o nome de chuva ácida. A chuva ácidacontamina plantas, animais, lagos e rios.A chuva ácida corrói importantes patrimônios artísticos da humanidade,como as colunas de mármore de Partenon, em Atenas, os vitrais dascatedrais européias, e interfere no equilíbrio dos ecossistemas.D ESMATAMENTOO desmatamento sem controle, por meio de queimadas ou de qualqueroutro método, com a finalidade de extração de madeiras nobres, de formarpastagens para pecuária, de ocupação de cidades, está provocando sériosdesequilíbrios ambientais.O solo, destituído de uma cobertura vegetal, não consegue reteradequadamente a água das chuvas. Dessa maneira as águas normalmenteformam enxurradas, reduzindo a infiltração que alimenta as águassubterrâneas, comprometendo os lençóis freáticos. As enxurradasfavorecem também o processo de erosão do solo, removendo as camadasmais férteis, o que acaba por empobrecer a terra.Os sedimentos levados pelas enxurradas podem acumular-se no leitodos rios, diminuindo a capacidade de escoamento das águas e provocandoo assoreamento destes, o que favorece as inundações.As queimadas destroem também o húmus, e a população microbianado solo compromete sua fertilidade.Alguns exemplos de desmatamento no mundo: os Estados Unidos jádesmataram cerca de 160 milhões de hectares de florestas; a China erarecoberta por 70% de florestas, hoje somente 8% do seu imenso territóriopossui cobertura vegetal.A nossa mata Atlântica foi reduzida para 5% de sua área original;10% da floresta Amazônica já foi derrubada, as florestas mediterrâneasforam completamente dizimadas. capítulo 24355
  • 354. L IXO URBANO E POLUENTES RADIOATIVOSSabemos que o lixo urbano é um dos principais poluentes do nossoambiente, e constitui um sério problema para a população, principalmentedas grandes cidades. O lixo urbano é composto de diversos materiaisdegradáveis, como restos de comida, fezes etc., e de material nãodegradável, como plásticos, que muitas vezes levam centenas de anospara se decompor. Para se resolver o problema, na grande maioria dasvezes mesmo não sendo permitido por leis, são criados os lixões a céuaberto nas periferias das cidades, o que provoca mau cheiro, proliferaçãode insetos e doenças, contaminação dos lençóis freáticos.Um dos métodos de tratamento do lixo são os aterros sanitários, nosquais o lixo é enterrado em camadas, intercalado com areia, mas énecessária uma área grande para ocupá-lo. Pode-se também optar pelaincineração, principalmente para o lixo contaminado, como o dos hospitais;o seu problema é a poluição do ar.A solução mais viável para o lixo produzido nas cidades, que cada vezmais aumenta de quantidade, é a reciclagem. Com o lixo orgânico tambémse faz a compostagem, que consiste em transformar a matéria orgânica emfertilizante para o solo. Muitas cidades separam o lixo orgânico dos materiaisrecicláveis, tais como vidro, papel, metal, que podem ser reaproveitados.Poluentes radioativos – hoje, além dos agravos do lixo urbano, ohomem sofre a ação dos poluentes radioativos, que são altamente nocivosà nossa saúde, e depara com o problema de armazenamento do lixoradioativo produzido nas usinas nucleares.Os poluentes radioativos podem contaminar o ar, o solo e a água porexplosões atômicas, como a que ocorreu no final da Segunda GuerraMundial, em 1945, quando os Estados Unidos lançaram sobre a cidadede Hiroxima, no Japão, a bomba atômica; até hoje a população local sofreos efeitos da radioatividade.A água utilizada para resfriar os reatores das usinas nucleares, selançada no meio ambiente, pode provocar vários danos.O lixo atômico produzido pelas usinas também contamina o meioambiente. Atualmente são enterrados dentro de grandes tanques de açoou cimento; lá permanecerão até que se desintegrem, transformando-seem átomo não radioativo.Os principais poluentes radioativos são:356 capítulo 24
  • 355. estrôncio 90 – contaminando a cadeia alimentar, pode alojar-se nosossos, pois é semelhante ao cálcio, e, se atingir a medula óssea, podeinterferir na produção de hemácias, levando o indivíduo a um estadoanêmico, ou até provocar leucemia.iodo 131 — pode alojar-se na tiróide, desequilibrando o metabolismo.césio-137 — pode provocar queimaduras na pele, invalidez e até levaro indivíduo à morte, dependendo da quantidade de material radioativoque o contaminou.O material radioativo pode também provocar alteração no materialgenético, provocando mutações que podem ou não ser transmitidas aoutras gerações, dependendo das células que forem contaminadas.O mundo já presenciou alguns acidentes nucleares, como o deChernobil, na Ucrânia, e em Goiânia, onde uma bomba de césio-137,utilizada para o tratamento de câncer, foi aberta. Outros acidentes emvárias partes do mundo têm ocorrido; todos eles provocaram a morte demuitas pessoas e contaminaram o meio ambiente, o qual continua sofrendoos efeitos desastrosos da contaminação radioativa.Fotos: KINO FOTOARQUIVOUsina nuclear Lixões urbanosE XTINÇÃODAS ESPÉCIES Biodiversidade é a imensa variedade biológica de plantas e animaisexistentes no planeta. E a cada dia novas espécies são descobertas eestudadas. Os grandes biomas terrestres, detentores da maior biodiversidade,são as terras quentes e úmidas, como a floresta Amazônica, e geralmentecapítulo 24 357
  • 356. estão localizados em áreas pouco desenvolvidas e sem recursos parapreservá-las. Assim, essas áreas estão sendo cada vez mais ameaçadaspela ação do homem, o que leva os conservacionistas de todo o mundo alutar pela sua proteção e pela preservação da vida orgânica lá existente. As alterações por que passa o meio ambiente leva a um empobrecimentoinevitável da biodiversidade. Sabemos que qualquer espécie de ser vivo quehoje existe é fruto de milhões de anos de evolução, e que, quando umaespécie não possuir mais exemplares, ela nunca mais voltará a existir. Dentre as principais causas que têm levado muitas espécies da fauna eda flora à extinção está o crescimento da população mundial, a necessidadecada vez maior de espaços, o desmatamento que destrói hábitatsanteriormente ocupados por inúmeras espécies, a caça predatóriadescontrolada e irresponsável. Em 1990, o IBGE publicou uma lista que incluía 303 espécies esubespécies ameaçadas de extinção, além de 24 outras espécies queencontram-se em processo de extermínio.Entre elas podemos encontrar:leopardo-das-neves: (Phantera uncia) – Habita as regiões montanhosasda Ásia Central, China, até o norte da Índia. Vive entre o limite da vegetaçãoe as neves eternas, em grandes altitudes. É caçado pelo valor de sua pele.onça-pintada (Phantera onça) – Seu hábitat se estende do sul dosEstados Unidos até a Patagônia. Vive em geral nas florestas tropicais,em matas de cortes ou abrigos rochosos. Sua caça está relacionada aovalor comercial de sua pele.gorila-das-montanhas – Habita a fronteira entre Ruanda e Uganda.Corre risco de extinção por ser vítima das guerras e da caça.coala – Vive na Austrália e mostra-se incapaz de sobreviver na luta contraos mamíferos de origem placentária. Seu hábitat tem sido reduzidosistematicamente.foca – Vive em regiões frias. Há vinte anos, houve um massacre noCanadá para vender e utilizar sua pele na fabricação de casacos.elefante – As duas espécies de elefantes existentes – a africana e a asiática– são consideradas ameaçadas de extinção. Vivem freqüentemente emcativeiros. O elefante africano é muito caçado pelas presas de marfim, eos asiáticos são utilizados como tração animal.358capítulo 24
  • 357. pingüim-das-galápagos – Habita as ilhas Fernandina e Isabela, no arquipélagode Galápagos, nas cavidades das rochas perto do mar. Acredita-se que a causade seu declínio seja a caça intensiva praticada pelos moradores das ilhas.Fauna brasileiramico-leão-dourado – Com a devastação da mata Atlântica, o mico-leão- dourado perdeu seu hábitat natural. Algumas áreas, como a reserva ecológica do Poço das Antas (RJ), criam o animal, inclusive espécimes trazidos de outras matas ou cativeiros.ararinha-azul – Encontrada nos estados da Bahia e Piauí, muito cobiçada pela sua plumagem.veado-campeiro – Vive em grupos, alimenta-se de gramíneas e de flores dos campos abertos. Comum nos cerrados.lobo-guará – A redução de sua população tem como principal causa o aumento das áreas agrícolas, destruindo seu hábitat natural (os cerrados, banhados e alagadiços). Atualmente encontra-se em sua quase totalidade nas regiões do planalto central, principalmente em Goiás.macaco monocarvoeiro ou muriqui – Vive em trechos reduzidos da mata Atlântica, entre o estado da Bahia e o Paraná. É o maior macaco das Américas. A ameaça de extermínio está na destruição de seu hábitat.cervo-do-pantanal – Visado pelos caçadores por sua galhada, usada como decoração.Outras espécies ameaçadas: peixe-boi, surucucu, macaco-aranha,pirarucu, flamingo, urubu-rei, tatu-canastra, tamanduá-bandeira, jabuti,jacaré-do-papo-amarelo, tartarugas-de-couro, preguiça de coleira, falcão,anta, pica-pau-de-cara-amarela, mutum-do-nordeste.Vegetais em extinçãopau-brasil – Abundante na mata Atlântica, praticamente foi extinta naépoca da colonização. O caule é espesso, de cor vermelho, que tratadocom solução alcalina, produz um líquido vermelho, muito usado naantigüidade para tingir roupas.palmeira juçara – A extração do clandestina do palmito está provocandoa extinção das palmeiras palmiteiras.A exploração irracional das madeiras está levando muitas outras espécies,tais como: jacarandá, mogno, cerejeira, imbuia, cabreúva, castanheira etc.à extinção. capítulo 24359
  • 358. testes1 – (UFRN)Considere as afirmativas a seguir:I – O uso do clorofluorcarbono, gás utilizado em sprays e geladeiras, vemprogressivamente destruindo a camada de ozônio.II – O óxido de enxofre (SO2) liberado por algumas indústrias reage com o vaporde água, produzindo gotas de ácido sulfúrico, formando a chuva ácida.III – O ozônio presente na atmosfera exerce o papel de filtro das radiaçõesultravioleta, que, em intensidades maiores, são nocivas ao homem.Assinale:a) se apenas a afirmativa I estiver corretab) se apenas a afirmativa II estiver corretac) se apenas a afirmativa III estiver corretad) se apenas duas afirmativas estiverem corretase) se as afirmativas I, II e III estiverem corretas2 – (Fuv est-SP)Numa comunidade de água doce em que ocorre diminuição deoxigênio como resultado da poluição, são beneficiadas apenas as poluições:a) de peixes e de protozoários c) de protozoáriosb) de bactérias anaeróbicas e do zooplânctond) de bactérias anaeróbicase) do zooplâncton questões1 – (Fuv est-SP) Considere os seguintes acontecimentos: I) proliferação deseres anaeróbicos; II) proliferação intensa de microrganismos; III) aumento dematéria orgânica disponível; IV) diminuição da quantidade de oxigênio disponívelna água ; V) morte dos seres aeróbicos.a) Indique a seqüência em que ocorrem os acontecimentos acima, causados pelolançamento, numa represa, de grande quantidade de esgoto com resíduos orgânicos.b) Qual desses acontecimentos é conhecido como eutrofização?2 – (UFPR-PR)Esquematize e explique uma teia alimentar.3 – (Fuvest-SP )Dentre as várias formas de interferência do homem modernono ambiente natural podem ser citados o efeito estufa e a destruição da camadade ozônio. Escolha um desses fenômenos e explique:a) como ele é provocadob) uma das conseqüências previsíveis advindas desse fenômeno para a humanidade.360 capítulo 24
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    • 1. Cleuza Boschilia 2a Edição revista
  • 2. ExpedienteEditor Italo AmadioEditora Assistente Katia F. Amadio Assistente EditorialEdna Emiko NomuraRevisãoAna Maria de Carvalho Tavares, Liduína Santana, Maria Teresa Martins Furtado Revisão Técnica Daniela Lopes EscarpaElaboração do Encarte e Coordenação PedagógicaTânia Dias QueirozMapas e DiagramaçãoKid’s Produções Gráficas Projeto Gráfico Jairo SouzaIlustração Fabiana Fernandes, Glória Costa e Markus Steiger CapaAntonio Carlos Ventura Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP)(Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil)Boschilia, Cleuza Biologia : teoria e prática / Cleuza Boschilia ; [ilustradoresFabiana Fernandes, Gloria Costa, Markus Steiger]. 2. ed. rev.– São Paulo : Rideel, 2006. ISBN 85-339-0804-0 1. Biologia – Estudo e ensino I. Fernandes, Fabiana II.Costa, Gloria. III. Steiger, Markus. IV Título.05-9959 CDU-570.7Índice para catálogo sistemático:1. Biologia: Estudo e ensino : Guias 570.7© Copyright - Todos os direitos reservados àAv. Casa Verde, 455 – Casa VerdeCep 02519-000 – São Paulo – SPe-mail: [email protected] www.rideel.com.br Proibida qualquer reprodução, seja mecânica ou eletrônica, total ou parcial, sem prévia permissão por escrito do editor.2 4 6 8 9 7 5 3 1 0 1 0 6
  • 3. APRESENTAÇÃO Esta obra foi concebido para aqueles que almejam desenvolver ou con-cluir seus estudos de Biologia, para os que se preparam para participar dosprincipais vestibulares do país, e a todos que se interessam pela matéria. Éum livro completo e fiel aos conteúdos programáticos atuais e vigentes. Suaimportância está, também, em sua utilização como fonte de pesquisa, pois,além de a teoria ter sido apresentada de forma concisa e objetiva, foi distri-buída com o equilíbrio necessário para a sistematização dos estudos e dasconsultas. O conteúdo da obra está distribuído por vinte e quatro capítulos comlinguagem clara e objetiva, contextualizados além de gráficos, ilustrações efotos, que dialogam com o texto auxiliando na compreensão deles.Todos os capítulos receberam, ao final, testes e questões de vesti-bulares aplicadas pelas melhores instituições educacionais de EnsinoSuperior do país. Além dos conteúdos conceituais a obra é complementada pela seçãoBionotícias com o intuito de vincular os conteúdos apresentados com arealidade do mundo em que vivemos de forma a estimular a curiosidade e apermitir a compreensão do todo, desenvolvendo o pensamento crítico e aautonomia intelectual.Certamente esta obra será de grande valia para o leitor, seja estudanteou interessado, em geral, da Biologia e seus avanços. O Editor
  • 4. SUMÁRIOCapítulo 1 – Introdução à Biologia .................................................................................. 9Conceito de Biologia e sua importância, 9. O que é vida?, 9. Bionotícias – Divisões daBiologia, 11. Os níveis de organização dos seres vivos, 13. A origem da vida e a teoria gradualdos sistemas químicos, 14. Teorias da abiogênese e da biogênese, 16. Testes, 18. Questões, 20.Capítulo 2 – A célula ........................................................................................................ 21Microscópio e a descoberta da célula, 21. Bionotícias – Neurônios produzidos emlaboratório, 23. Teoria celular, 24. Aspectos gerais das células procarióticas e eucarióticas, 25Estudo comparativo entre células animais e vegetais, 26. Composição química dacélula, 27. Bionotícias – Alimentos transgênicos: riscos e benefícios, 29. Bionotícias –Comida a quilo: nem sempre a melhor opção, 31. Estudo da estrutura celular, 34. Testes, 45.Questões, 47.Capítulo 3 – Ácidos nucléicos ........................................................................................ 48Ácido desoxirribonucléico (DNA), 48. Bionotícias – Seqüenciamento do genoma abrenova era para o câncer, 50. Bionotícias – Gene da longevidade, 53. Testes, 57. Questões, 58Capítulo 4 – Ciclo celular ............................................................................................... 59Intérfase, 60. Divisão celular, 61. Testes, 70. Questões, 71.Capítulo 5 – Produção de energia da célula ................................................................ 72Respiração anaeróbica ou fermentação, 72. Respiração aeróbica, 76. Fotossíntese, 79.Testes, 83. Questões, 84.Capítulo 6 – Taxionomia dos seres vivos(classificando a diversidade biológica) .......................................................................... 85Sistema de classificação e nomenclatura, 86. Diversidade dos seres vivos e critérios deagrupamento dos reinos, 88. Testes, 88. Questões, 89.Capítulo 7 – Vírus: um caso à parte .............................................................................. 90Características gerais dos vírus, 90 Estrutura viral, 90. Principais viroses, 92. Bionotícias –Brasil quebra patente de remédio anti-Aids, 93. Testes, 98. Questões, 99.Capítulo 8 – Reino Monera ........................................................................................... 100Bactérias, 100. Bionotícias – Dicas para aprender, 102. Testes, 107. Questões, 108.Capítulo 9 – Reino Protista .......................................................................................... 109Protozoários, 109. Algas, 116. Testes, 119. Questões, 119.Capítulo 10 – Reino Fungi ............................................................................................ 120Doenças causadas por fungos, 125. Testes, 125. Questões, 126.
  • 5. Capítulo 11 – Reino Plantae ou Metaphyta – Os Vegetais ....................................... 127Critérios para classificar os vegetais, 127. Bionotícias – Desflorestamento, 137. Bionotícias –Tomate transgênico pode prevenir câncer, 141. Testes, 142. Questões, 143.Capítulo 12 – Histologia, Anatomia e Fisiologia Vegetal ......................................... 144Histologia, 144.Anatomia e fisiologia, 149. Raiz, 149. Caule, 153. Folha, 156. Hormônios vegetais,161. Fotoperiodismo, 164. Testes, 165. Questões, 166.Capítulo 13 – Reino animalia ou metazoa – os animais ........................................... 167Poríferos, 167. Cnidários, 170. Platelmintos, 173. Nematelmintos, 179. Anelídeos, 182.Artrópodes, 184. Bionotícias – Exemplo de sociedade organizada, 188. Moluscos, 192.Bionotícias – Dinossauros: ágeis como os pássaros, 193. Equinodermos, 195. Cordados, 196.Testes, 207. Questões, 208.Capítulo 14 – Fisiologia animal .................................................................................... 209Nutrição, 209. Reprodução, 236. Funções de relação, 243. Equilíbrio entre as funções, 250.Coordenação, 250. Testes, 263. Questões, 264.Capítulo 15 – Genética ................................................................................................. 266Conceitos fundamentais em genética, 266. Genealogia, 268. Importância da genética ehereditariedade, 269. Testes, 274. Questões, 274.Capítulo 16 – Os trabalhos de Mendel ....................................................................... 275O princípio da dominância, 276. A 1ª Lei de Mendel, 277. Proporções Mendelianas, 279. A 2ªLei de Mendel, 279. Testes, 283. Questões, 283.Capítulo 17 – Alterações das proporções mendelianas ........................................... 285Semidominância, 285. Genes letais, 286. Herança determinada por alelos múltiplos (Polialelia),288. Testes, 295.Capitulo 18 – Determinação genética do sexo e ligação ao sexo .......................... 296Determinação do sexo, 296. Principais aneuploidias: humana, 301. Herança ligada ao sexo,303. Herança ligada ao sexo no ser humano, 304. Herança restrita ao sexo, 306. Herançainfluenciada pelo sexo, 306. Testes, 307.Capítulo 19 – Interações entre genes ......................................................................... 308Interação gênica, 308. Herança quantitativa, 311. Pleiotropia, 313. Epistasia, 314. Testes, 315.Questões, 315.Capítulo 20 – Linkage e mapa gênico ......................................................................... 316Permuta ou recombinação gênica, 317. Testes, 320. Questões, 321.Capítulo 21 – Evolução ................................................................................................. 322Teorias e evidências da evolução, 322. Adaptação e seleção natural, 327. Neodarwinismo, 328.Bionotícias – Mata Atlântica, 329. Especiação ( Formação de novas espécies), 331. Eras geológicase origem dos grupos atuais, 332. Testes, 335. Questões, 335.
  • 6. Capítulo 22 – Ecologia .................................................................................................. 336Introdução, 336. Conceitos fundamentais em ecologia, 337. Sucessão ecológica, 337. Bionotícias– O petróleo em declínio, 339. Questões, 340.Capítulo 23 – Estrutura dos ecossistemas fluxo de energia ematéria ciclos biogeoquímicos .................................................................................... 341Direcionamento dos fluxos energético e da matéria, 343. Cadeias e teias alimentares, 343.Pirâmides ecológicas, 345. Bionotícias – O hidrogênio moverá o mundo, 346. Testes, 351.Questões, 351.Capítulo 24 – A interferência do homem e os desequilíbrios ecológicos ............. 352Poluição ambiental, 352. Efeito estufa, 353. Camada de ozônio, 354. Chuvas Ácidas, 355.Desmatamento, 355. Lixo urbano e poluentes radioativos, 356. Extinção das espécies, 357.Testes, 360. Questões, 360.Respostas dos testes e questões .................................................................................. 361
  • 7. c a p í t u l o1INTRODUÇÃO À BIOLOGIAC ONCEITO DE BIOLOGIA E SUA IMPORTÂNCIA Biologia é a ciência que estuda a vida e todas as suas manifestaçõesvitais. Com origem no latim, bius significa vida, e logos, estudo. Podemosentender, então, a importância da Biologia em nossas vidas, pois permiteidentificar as transformações científicas, os grandes males dos nossos tempos,como AIDS, as drogas, a fome, os desequilíbrios ambientais e tantos outrosque prejudicam a vida na Terra. E, sendo conhecedores desses fatos, pode-mos nos tornar cidadãos críticos, capazes de lutar pelo direito de viver emum mundo melhor.O QUE É VIDA? A vida é definida por meio de características ausentes nos seres não-vivos. As principais características que definem um ser vivo são: composiçãoquímica complexa, organização celular, crescimento, reprodução, metabolis-mo, homeostase, reações a estímulos do ambiente e evolução. Vamos entãoanalisar mais profundamente essas características.R EAÇÕES A ESTÍMULOS DO AMBIENTE Os animais correm, saltam, nadam, procuram alimentos ou buscamparceiros para reprodução; os vegetais inclinam-se em movimentos maislentos em direção à luz, as raízes movimentam-se em direção à fonte deágua. Então a luz, a água, os alimentos, a necessidade de reproduçãopara a perpetuação da espécie são fatores estimulantes aos quais osseres vivos são capazes de reagir.capítulo 1 9
  • 8. C RESCIMENTOO aumento do volume de um corpo nos permite dizer que ele cres-ceu. Nos seres vivos, esse crescimento acontece em decorrência do au-mento em número e tamanho das células. Isso ocorre devido à capacida-de de incorporar e assimilar alimentos, transformando-os em energia.R EPRODUÇÃOTodo ser vivo é capaz de dar origem a seres semelhantes a ele. Areprodução pode ser assexuada, quando não envolve união de gametas(nome genérico para óvulo e espermatozóide) ou sexuada, quando en-volve união de gametas.C OMPOSIÇÃOQUÍMICATodos os seres vivos são formados por substâncias químicas seme-lhantes, que podem ser orgânicas ou inorgânicas. As proporções desseselementos são variáveis entre os seres vivos.a) Substâncias InorgânicasSão formadas por moléculas pequenas e com poucos átomos.As principais são:Substância percentual Substância percentualna célula animalna célula vegetalÁgua60% 75%Sais Minerais4% 2,5%b) Substâncias OrgânicasSão formadas por grandes e complexas moléculas, tendo como ele-mento químico principal o carbono (C).As principais são:Substância percentual Substância percentualna célula animalna célula vegetal Proteínas17% 4% Lipídios 8%1% Carboidratos 6% 13,5% Vitaminas e outras substâncias2%1% Ácidos Nucléicos3%3%10capítulo 1
  • 9. Bionotícias Divisões da Biologia Biodiversidade: É a variedade biológica de plantas e animais existente emtodo o mundo. Os grandes centros da biodiversidade terrestre são as terras úmi-das, especialmente a floresta Amazônica. A luta pela sua conservação é grande,pois, cada vez mais, está sendo ameaçada pelo desenvolvimento.Biofísica: É a aplicação das teorias e técnicas da física à biologia. Pode sereferir ao estudo dos fenômenos naturais, como a condução elétrica dos impulsosnervosos, que estão relacionados com assuntos estudados na própria física, bemcomo à investigação de qualquer aspecto da biologia que se utilize de técnicas físicascomplicadas. Em ambos os casos é necessário entender alguma coisa de físicamoderna para se realizar a pesquisa. A biofísica, que pretende ser matéria quantita-tiva, exata, fez grandes contribuições a muitas áreas da biologia, como a teoria daação do músculo e do nervo, as propriedades físicas das membranas celulares e asestruturas do DNA e das proteínas moleculares – algumas com grande valor médico.Biogeografia: É o estudo da distribuição geográfica das coisas vivas, inclu-indo a fitogeografia (plantas) e a zoogeografia (animais). O objetivo inicial eracoletar informação a respeito da distribuição das plantas e dos animais e identifi-car padrões definidos. Dividiu-se o mundo em regiões principais, geralmente con-tinentes ou grupos de continentes que possuíam uma flora ou fauna característi-ca. Esses dois conjuntos de regiões não têm exatamente as mesmas fronteiras.Biomassa: É o peso total de todos os organismos vivos em qualquer áreadada, ou seu equivalente em energia. Na ecologia animal ou das plantas refere-seao número de organismos multiplicado pelo seu peso unitário, normalmentebiomassa fixa ou permanente, ou pelo pico, no caso de hábitats sazonais, comoprados. Em desenvolvimento ambiental, refere-se à parte da produção da plantaque pode ser reaproveitada para produzir energia, como álcool, lenha, comida oulixo (lixo produz biogás).Bioquímica: É o estudo dos processos químicos que acontecem nos organis-mos vivos. Existem diferentes processos químicos para cada célula e são necessá-rias técnicas avançadas para sua identificação e estudo. Essas técnicas mostramque as células de todos os organismos contêm quatro grupos de moléculas muitograndes, ou macromoléculas: os dois ácidos nucléicos – DNA e RNA –, proteí-nas, carboidratos e lipídios. A bioquímica também demonstra que todos os orga-nismos compartilham basicamente as mesmas moléculas de vida.capítulo 1 11
  • 10. M ETABOLISMOÉ a somatória de todas as atividades químicas que ocorrem em umacélula ou em todo o organismo. São essas reações que permitem a umacélula ou um sistema transformar os alimentos em energia, que será utili-zada pelas células para que as mesmas se multipliquem, cresçam, movi-mentem-se etc. O metabolismo divide-se em duas etapas:a) catabolismo: quebra das substâncias ingeridas, com liberação de ener- gia e sobra de resíduos.b) anabolismo: utilização da energia produzida para reparação, cresci-mento e demais atividades celulares.O RGANIZAÇÃO CELULARCom exceção dos vírus, que são desprovidos de uma organizaçãocelular, todos os demais seres vivos são formados por células. Existemaqueles em que o ser é formado por uma célula – são os unicelulares(protozoários, bactérias). Mas a maioria é composta por muitas células.As células possuem a capacidade de se modificarem, diferenciando-se entre si. Dessa forma, elas podem desempenhar melhor suas funções. Grupos de células semelhantes se unem, dando origem aos tecidos;tecidos se unem para formar um órgão, e órgãos se unem formando osistema. O conjunto de sistemas forma um organismo.H OMEOSTASE É a capacidade do organismo de manter em equilíbrio seu meio interno.oUm exemplo é a manutenção da temperatura de nosso corpo em 36,5 C,omesmo que a temperatura ambiente seja 15 C.E VOLUÇÃOTodo processo de modificações por que passam os seres vivos ao lon-go do tempo. As modificações que ocorrem ao acaso, devido a mutaçõesaleatórias no material genético do ser vivo, quando favoráveis em determi-nado ambiente, serão selecionadas e mantidas ao longo de gerações pormeio da reprodução. Esse processo é denominado seleção natural.12 capítulo 1
  • 11. OSNÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO DOS SERES VIVOS A biodiversidade entre os seres vivos em nosso planeta nos permitedividi-los em níveis e estudá-los separadamente, para melhor entendertoda a sua complexidade, desde suas características moleculares até seucomportamento.Toda matéria orgânica ou inorgânica é formada por átomos (as me-nores partículas de um elemento químico).Dois ou mais átomos se unem para formar uma molécula. Exemplo:átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio formam a glicose (C6H12O6).❑Moléculas se unem formando grânulos (estruturas de função defini- da encontradas no interior da célula). Exemplo: mitocôndria – res- ponsável pela respiração celular.❑Orgânulos se unem para formar uma célula – unidade da matéria viva.❑Células: semelhantes na forma e na função, se unem para formar tecidos. Exemplos: tecido ósseo, nervoso.❑Tecidos: se unem para formar um órgão, que geralmente é formado por vários tecidos. Exemplo: olho, coração, boca.❑Órgãos: se unem para formar um sistema. Exemplo: sistema diges- tório, respiratório.❑Sistemas: se unem para formar um organismo. Exemplo: homem, cachorro.Os próximos níveis são denominados ecológicos:❑População: conjunto de organismos, ou indivíduos, pertencentes à mesma espécie e que habitam a mesma área geográfica, em um determinado tempo.❑Comunidade: conjunto de populações diferentes que habitam a mes- ma área geográfica, em um determinado tempo.❑Ecossistema: quando as comunidades estão relacionadas com o meio físico e químico do ambiente, há interação entre eles, dizemos que se trata de um ecossistema. Exemplo: uma lagoa – onde vivem pei- xes, algas, plantas interagindo com a água, a luz, o oxigênio – dize- mos que se trata de um ecossistema.❑Biosfera: é o conjunto de todos os ecossistemas da Terra, onde existe vida.capítulo 113
  • 12. AORIGEM DA VIDA E A TEORIA GRADUAL DOSSISTEMAS QUÍMICOS A preocupação do ser humano em desvendar a origem da vida datade antes de Cristo, tendo sido elaboradas várias hipóteses no decorrer devários séculos. Por volta de 1927, os cientistas Oparin e Haldane elabora-ram a hipótese mais aceita atualmente, que se baseia nas transforma-ções e alterações da Terra primitiva. Segundo eles, a atmosfera primitivaera formada pelos gases: NH3(amônia); CH4 (metano); H2 (hidrogênio) evapor de água. Por causa das altas temperaturas, durante um longo pe-ríodo ocorreu evaporação de água da superfície da Terra. Esses gasesforam se acumulando na atmosfera e sofreram resfriamento, condensando-se e caindo em forma de chuvas.O resfriamento da superfície terrestre permitiu que a água se acu-mulasse nas depressões deixadas pelas erupções vulcânicas. A água car-regava partículas presentes no solo e partículas oriundas da atmosferapara as depressões, originando os mares e oceanos. Com o passar dotempo, as águas dos oceanos foram se transformando em verdadeiroscaldos de substâncias, que seriam os precursores da matéria orgânica.As partículas foram-se aglomerando, dando origem a estruturasmaiores – os coacervados (coacervar=reunir). Esses coacervados aindanão são seres vivos, mas aglomerados de substâncias orgânicas. Oparine Haldane admitem que os coacervados continuaram a reagir entre si,dando origem a compostos mais complexos com capacidade de se repro-duzir. Teria surgido a primeira forma de vida.Moléculas simples encontradas na Terra primitiva são precursoras das moléculasorgânicas complexas.14 capítulo 1
  • 13. E XPERIÊNCIA DE S TANLEY L. M ILLER Utilizando um aparelho formado por um sistema de vidros, Millermisturou os elementos químicos NH3, CH4, H2 e H2O, simulando a atmos-fera primitiva. Com a ação de descargas elétricas, simulou os raios queprovavelmente atingiram a Terra primitiva. No fim da experiência, verificouque a mistura continha moléculas orgânicas, entre elas aminoácidos,substâncias que formam as proteínas. Essa experiência reforçou assima hipótese gradual dos sistemas químicos de Oparin e Haldane.A HIPÓTESE HETEROTRÓFICAPara um ser vivo realizar suas funções e se reproduzir precisa deenergia. Essa energia é obtida por meio dos alimentos.Os primeiros seres vivos eram estruturas simples, viviam em ambi-entes aquáticos, cercados por matéria orgânica (mares e oceanosprimitivos) e incorporavam essa matéria orgânica para produção deenergia. Seriam portanto seres heterotróficos (incapazes de produzir seuspróprios alimentos).Nas condições atuais da Terra, a transformação dos alimentos emenergia ocorre graças às reações com o oxigênio. Supondo que o oxigênionão fazia parte da atmosfera e de mares primitivos, os primeiros seresvivos conseguiam energia por meio de um processo anaeróbico –fermentação.Esses organismos anaeróbicos ou fermentadores reproduziam-secontinuadamente, provocando escassez de matéria orgânica. Algumasmutações podem ter acontecido, permitindo a alguns seres utilizar aenergia solar como fonte de energia. Surgiram assim os primeiros seresautótrofos ou fotossintetizantes (capazes de produzir seus própriosalimentos por meio da matéria inorgânica: gás carbônico, luz e água).No processo da fotossíntese ocorreu a liberação de gás oxigênio(O2) para a atmosfera, e com a presença desse gás surgiu a respiraçãoaeróbica.A conclusão da hipótese heterotrófica é de que ocorreu primei-ramente a fermentação, em seguida a fotossíntese e posteriormentea respiração.capítulo 1 15
  • 14. T EORIASDA ABIOGÊNESE E DA BIOGÊNESENo decorrer dos séculos, inúmeras hipóteses têm sido elaboradas,na tentativa de entender se os seres vivos podem surgir da matéria inani-mada ou se dependem necessariamente de outro ser vivo. Por volta doano 380 a.C., acreditava-se que a vida era gerada a partir da matériabruta, como por exemplo: do lodo, do lixo, de roupas sujas e amontoadas,do sol e sob a interferência de forças vitais. A partir dessa linha de pensa-mento, surgiu a teoria da abiogênese ou da geração espontânea, segun-do a qual seres vivos podem nascer da matéria inanimada. Jan Baptist van Helmont (l577 – l644) médico fisiologista, formulavavárias receitas sobre a Teoria da Abiogênese; uma delas explicava a ori-gem dos camundongos. “Em um vasilhame qualquer, fechado, misturam-se roupas usadas com suor e trigo; passadas aproximadamente três se-manas, o trigo transforma-se em ratos.” Hoje, sabe-se que os ratos eramatraídos pela mistura.Por volta de 1650, por meio de experimentos, começaram a surgiralgumas teorias que combatiam a abiogênese ou geração espontânea.As que mais se destacaram foram:a) Francesco Redi (1626 – 1697) Observando carne contaminada por vermes, Redi elaborou a hipóte- se de que eles teriam se originado a partir de ovos postos por mos- cas. Para provar tal raciocínio, colocou carne em oito vidros, manten-A experiência de Redi mostrou que os vermes da carne em decomposiçãoprovêm de ovos de moscas.16capítulo 1
  • 15. do quatro deles abertos e os outros fechados, previamente esterili- zados. Após alguns dias, surgiram vermes apenas nos vidros aber- tos, provando assim que esses não surgiam espontaneamente da carne em estado de decomposição, e sim dos ovos postos pelas moscas.b) Por volta de 1750, renasce com Needhan a teoria da abiogênese Colocando em vários frascos uma sopa nutritiva (legumes, carnes etc.) e tampando os frascos para impedir a entrada do ar, ele sub- meteu os frascos a uma temperatura elevada e os resfriou nova- mente, na tentativa de matar os micróbios que neles já possivelmen- te existissem. Passados alguns dias, Needhan pôde ver que os fras- cos estavam cheios de micróbios novamente. Concluiu então que os micróbios tinham sido gerados espontaneamente.c) Por volta de 1770, Lazzaro Spallanzani refaz os experimentos de Needhan Ferveu novamente os frascos contendo a sopa nutritiva, por um tempo mais longo, tampando-os, e o caldo não mais apresentou o proces- so de contaminação. Needhan combateu Spallanzani, afirmando que, com o superaquecimento, o princípio ativo da vida havia sido elimi- nado. Spallanzani não conseguiu convencer, prevalecendo a teoria da geração espontânea.d) Louis Pasteur (1822 – 1895) anula a teoria da abiogênese e defi- nitivamente comprova a teoria da biogênese Pasteur realizou uma série de experiências conclusivas com seus famosos frascos de pescoço longo em forma de cisne. Submeteu os frascos com sopas nutritivas a fervura por tempo pro- longado. O pescoço fino e comprido dos vasos funcionava como fil- tro para as partículas e microrganismos que se encontravam em suspensão no ar, impedindo o contato com o caldo. Pasteur consta- tou que, após alguns meses, as soluções nutritivas continuavam isen- tas de qualquer tipo de contaminação. Para provar seu experimento, quebrou o pescoço de um dos frascos: o caldo em contato com o ar foi rapidamente contaminado. Colaborou, assim, com a queda da abiogênese, que foi substituída pela teoria da biogênese, a qual ba- seia-se na idéia de que toda vida provém de outra preexistente. capítulo 117
  • 16. Pasteur usou frascos com gargalos longos e retorcidos para derrubar um dos prin-cipais argumentos dos abiogenistas: o de que a falta de ar fresco impedia a gera-ção espontânea de micróbios. t e s t e s1 – (FMU/Fiam-SP) esquema seguinte representa o período de evolução Oque vai de cerca de 4,5 bilhões de anos até hoje:As lacunas A, B, C, D e E devem ser respectivamente preenchidas por:18 capítulo 1
  • 17. a) heterotrófico, respiração anaeróbia, nitrogênio, heterotrófico, fotossínteseb) heterotrófico, fotossíntese, oxigênio, heterotrófico, respiração aeróbiac) não-fotossintetizante, fotossíntese, hidrogênio, animal, respiração aeróbiad) clorofilado, heterotrófico, oxigênio, heterotrófico, respiração anaeróbiae) heterotrófico, respiração, gás carbônico, autotrófico, fotossíntese2 – (FMI-MG)Suponhamos que um dos planetas do Sistema Solar tenha,atualmente, as mesmas condições que a Terra primitiva deve ter apresentadoantes do aparecimento do primeiro ser vivo. Essas condições podem ser:I – atmosfera contendo 80% de nitrogênio livre;II – tempestades contínuas e violentasIII – produção e consumo contínuos de CO2 e O2IV – atmosfera contendo vapor de água, metano, amônia e hidrogênioV – altas temperaturasVI – presença da camada protetora de ozônio na atmosferaDas condições enumeradas acima, são verdadeiras:a) apenas I, II e VI c) apenas duas das afirmativasb) apenas II, III, IV e Vd) apenas II, IV e V3 – (U.F.PA) Em 1953, Miller submeteu à ação de descargas elétricas de altavoltagem uma mistura de vapor de água, amônia(NH3), metano (CH4) e hidrogênio(H2). Obteve, como resultado, entre outros compostos, os aminoácidos glicina,alanina, ácido aspártico e ácido aminobutírico.Com base nesse experimento pode-se afirmar que:( 1 ) Ficou demonstrada a hipótese da geração espontânea( 2 ) Não se podem produzir proteínas artificialmente; elas provêm necessaria- mente dos seres vivos( 4 ) Formam-se moléculas orgânicas complexas em condições semelhantes às daatmosfera primitiva( 8 ) A vida tem origem sobrenatural, que não pode ser descrita em termos físicos nem químicos( 16 ) Compostos orgânicos podem se formar em condições abióticasDê como resposta a soma dos números das alternativas corretas ().capítulo 1 19
  • 18. 4 – (Fuvest-SP)Segundo a teoria de Oparin, a formação de aminoácidos foi oprimeiro passo no sentido do aparecimento das proteínas, substâncias impres-cindíveis para que pudessem surgir os primeiros organismos celulares. Isso sedeveu à combinação de vapor de água com diversos gases simples que estavampresentes:a) nos mares primitivos d) no interior do globo terrestreb) na atmosfera e) no espaço cósmicoc) no solo quente da Terra5 – (UECE) Indique a opção que contém a seqüência lógica dos níveis de orga-nização dos seres vivos:a) organismo-população-comunidade-ecossistemab) organismo-comunidade-população-ecossistemac) população-comunidade-organismo-ecossistemad) população-comunidade-ecossistema-organismo6 – (UFAL) O conjunto de indivíduos de uma espécie que vive numa mesmaárea geográfica constitui:a) uma cadeia alimentard) uma teia alimentarb) uma comunidade e) um ecossistemac) uma populaçãoquestões1 – (Vunesp-SP)Considere a afirmação: As populações daquele ambientepertencem a diferentes espécies animais e vegetais. Explique que conceitos estãoimplícitos nessa frase se levarmos em consideração:a) somente o conjunto das populaçõesb) o conjunto das populações mais o ambiente abiótico2 – O que propunham as antigas idéias sobre a geração espontânea? Que sinônimopode ser usado para se falar de geração espontânea?3 – Defina Biologia. Qual a importância dos seus conhecimentos para o homem?4 – Dê os níveis de organização em que se classificam os seres vivos.5 – Defina as seguintes características dos seres vivos: metabolismo, evolução eecossistema.20capítulo 1
  • 19. c a p í t u l o2 A CÉLULAM ICROSCÓPIO E A DESCOBERTA DA CÉLULACitologia é um dos campos da Biologia que se encarrega de estudar ouniverso de uma célula. Mas esse universo, o olho humano não conseguedesvendar sem o auxílio de lentes que o ampliam. Portanto toda observa-ção e desenvolvimento da célula só foi possível a partir de 1590, após ainvenção do microscópio pelo holandês Zacharias Janssen, um estudiosoe fabricante de lentes. A célula como unidade viva dos seres vivos tem sido alvo de inúmeraspesquisas no decorrer dos últimos séculos. Por volta de 1665, Robert Hooke,cientista inglês, utilizando um microscópio bastante primitivo, iluminado a velae que ampliava a imagem cerca de 270 vezes, observou finas lâminas decortiça e comparou a imagem observada com um favo de mel, ou seja,seqüência de pequenas cavidades separadas por delgadas membranas, asquais denominou de células (em latim, diminutivo de cellar, espaço fechado).Na realidade, o que Hooke observou foram pedaços de tecido vegetal morto,e os espaços vazios foram deixados pelas células que morreram, permane-cendo as divisões das paredes celulares presentes nas células vegetais. Em 1833, Robert Brown, botânico escocês, analisando tecido vege-tal macerado, verificou que as células possuíam em sua região centralum concentrado de substância de forma arredondada que denominou denúcleo. Sabe-se hoje que, com exceção das bactérias e algas azuis, to-das as demais células possuem núcleo e que o mesmo abriga em seuinterior o material genético que é passado de pais para filhos, permitindoa continuidade das espécies.capítulo 221
  • 20. Antes de prosseguirmos no estudo da evolução das células, vamosanalisar alguns tipos de microscópios e sua importância dentro da Biologia,como auxiliar do olho humano.a) Microscópio de Robert Hooke (1665)b) Partes de um microscópio ópticoÉ um instrumento dotado de uma parte óptica: lente ocular, lentesobjetivas, espelho, condensador, diafragma. E uma parte mecânica: base,coluna ou braço, canhão, revólver, platina, parafusos (micrométrico emacrométrico) que ajustam a imagem observada. As lentes objetivas e ocularsão marcadas com números, que significam o seu poder de ampliação. Parasabermos quantas vezes o objeto observado está ampliado, basta multiplicaro número da lente objetiva pelo número da lente ocular. Exemplo: objetiva100 – ocular 10, a ampliação é de 1000 vezes. Pode-se observar célulasvivas ou mortas. A unidade de medida utilizada no microscópio óptico é o μm(micrômetro), que equivale à milésima parte de um milímetro (0,001 mm).22 capítulo 2
  • 21. c) Microscópio eletrônico A partir de 1950, sua utilizaçãoprovocou avanços revolucionáriosMicroscópio eletrônicona Biologia devido ao alto poten-cial de ampliar os objetos – maisde 500 mil vezes. Ao microscópioeletrônico só é possível observarmatéria morta, pois a mesma temde ser cortada em finas lâminas epreparada em uma câmara de vá-cuo. A unidade de medida utiliza-da no microscópio eletrônico é oÅ(ângstron), que equivale ao déci-mo milionésimo de parte de um milímetro (0,0000001mm).BionotíciasNeurônios produzidos em laboratórioGrande novidade pode ajudar no mal de Parkinson: a cria o de c lulas nervosas em laborat rio. Nesse processo, c lulas em est gio em- brion rio retiradas do c rebro de ratos adultos s o transformadas em neur nios, podendo ger -los em n mero ilimitado. Os especialistas acre- ditam que poder o substituir as c lulas cerebrais produtoras de dopamina que˚ estiverem deterioradas. A falta dessa subst ncia provoca o mal de Parkinson. As c lulas-tronco podem se transformar em qualquer tipo de c lula do or anismo, o nico problema controlar o desenvolvimento g dessas c lulas. Se isso for obtido, os especialistas acreditam que o pro- cesso poder ser usado para transplante de tecidos e at mesmo para a cria o de g r os para transplante.capítulo 2 23
  • 22. Célula observada pelo microscópio eletrônicoT EORIA CELULAR Em 1838, depois de longas e demoradas pesquisas, o botânico alemãoMatthias Schleiden observou a presença de células em vegetais. Em 1939, ozoólogo alemão Theodor Schwann concluiu que os animais eram formadospor células, estabelecendo-se assim a teoria celular de Schwann e Schleiden,segundo a qual “todos os seres vivos são formados por células”. Em 1858, o médico alemão Rudof Virchow concluiu que “toda célulatem sua origem em outra preexistente”. No decorrer do século XIX, novasdescobertas foram acontecendo, tais como estruturas com funções determi-nadas, denominadas organóides, encontrados no interior das células. Com acapacidade de realizar inúmeras funções e de reproduzir-se, a hipótese deque a célula é a menor parte viva de um ser vivo ganhou muita força, epassou a ser definida como a unidade morfológica e fisiológica de todos osseres vivos, passando também a ser responsável pela transmissão dascaracterísticas hereditárias. Com todos os conhecimentos adquiridos sobrea célula, foi possível formular a nova teoria celular:a) Todos os seres vivos são formados por células.b) As reações que ocorrem em um organismo, e que são responsáveis pela vida do mesmo, dependem do funcionamento das células. Portanto a célula é a unidade fisiológica de todos os seres vivos.c) Toda célula tem sua origem a partir de outra célula preexistente, que se divide fornecendo às células filhas seu material genético.24 capítulo 2
  • 23. A SPECTOSGERAIS DAS CÉLULAS PROCARIÓTICAS EEUCARIÓTICAS Se compararmos asimagens observadas aoEsquema de uma célula animalmicroscópio eletrônico dacélula que representa ocorpo de uma bactéria,com as células que for-mam o corpo de um ani-mal qualquer, vamos no-tar que a célula da bac-téria, quanto a sua or-ganização é muito maissimples, não apresenta onúcleo diferenciado; acromatina que forma o material genético encontra-se espalhada pelocitoplasma na região central da célula, e também dispersos pelo citoplasmasão encontrados os ribossomos, orgânulos citoplasmáticos responsáveis pelasíntese de proteínas. Um conjunto de membranas envolve todo esse material:por fora a membrana esquelética, mais espessa e resistente, e sob ela a membrana plasmática. Pornão possuir a membrana Esquema de uma bactérianuclear ou carioteca, quesepara o material ge-nético do citoplasma, asbactérias e as algas azuis(ciano bactérias) são deno-minadas procariontes(proto = primeiro, primitivo,karyon = núcleo), que nãotêm o núcleo diferenciado.Todos os demais seresvivos, com exceção dosvírus, que são acelulares,são denominados eucariontes (eu = verdadeiro, karyon = núcleo), seres quepossuem o núcleo diferenciado, ou seja, o material genético encontra-sedelimitado no citoplasma pela carioteca. capítulo 225
  • 24. E STUDOCOMPARATIVO ENTRE CÉLULAS ANIMAIS EVEGETAISC ÉLULA ANIMAL Vimos anteriormen-te que, ao observarmosmembranaplasmâticauma célula animal ao núcleomembranamicroscópio eletrônico, nucléolonuclearpercebemos a presença cromatinade uma fina membrana centríoloretículoendoplasmâticoenvolvendo todos os complexorugosocomponentes da célula de Golgiretículoendoplasmâticoe separando o meio mitocôndrialisoribossomointerno do externo; é a lisossomo vacúolomembrana plasmáticaou membrana celularque, por ser semiper-meável, permite trocas de materiais entre a célula e o meio que a cerca.Preenchendo a célula, vamos encontrar um material de consistência viscosadenominado citoplasma ou hialoplasma, onde ocorrem as funções vitais dacélula, tais como: digestão, respiração, transportes etc., pois é no citoplasmaque se encontram mergulhados os organóides e um vasto sistema demembranas. Os principais organóides são: ribossomos, retículo endoplasmático, com-plexo de Golgi, mitocôndrias, lisossomos, centríolos. Localizado geralmentena parte central das células eucariontes, vamos encontrar o núcleo, separa-do do citoplasma pela carioteca ou membrana nuclear. O núcleo é preenchi-do por uma substância denominada suco celular ou cariolinfa, semelhanteao citoplasma; mergulhado no suco celular encontra-se a cromatina (mate-rial genético) e os nucléolos, que estão relacionados com a produção deribossomos.C ÉLULA VEGETAL Com exceção dos centríolos, a célula vegetal possui todos oscomponentes da célula animal, e ainda apresenta um envoltório externo àmembrana celular, denominado membrana celulósica ou parede celular.26capítulo 2
  • 25. O citoplasma da célulavegetal apresenta gran-des vacúolos: cavida-des limitadas por mem-branas, contendo noseu interior o suco va-cuolar com reservas deágua e outras subs-tâncias.São também en-contrados nas células vegetais os organóides denominados plastos,cuja função é armazenar substâncias, tais como o amido, ou pigmentos,como os cloroplastos, que armazenam o pigmento verde denominado clo-rofila responsável pela fotossíntese.C OMPOSIÇÃO QUÍMICA DA CÉLULAComo vimos no Capítulo 1, as substâncias inorgânicas como a água eos sais minerais são constituídos por moléculas simples e pequenas e po-dem ser encontradas livres na natureza ou fazendo parte de um organismo.Já as substâncias orgânicas, tais como: carboidratos, lipídios, pro-teínas são constituídos por grandes e complexas moléculas que obrigato-riamente possuem em sua composição o elemento químico carbono (C) esão sempre encontradas nos seres vivos.C OMPONENTESINORGÂNICOSA)ÁGUARecobrindo 3/4 da superfície terrestre, a água é a substância químicamais abundante em nosso planeta. Suas principais funções em um orga-nismo são:❑ Solvente universal: dispersante de substâncias orgânicas einorgânicas. Todas as reações químicas da natureza biológica ocor-rem em estado de solução.❑ Transporte de substâncias: tanto de dentro para fora como de forapara dentro das células, moléculas se difundem na H2O e por ela sãotransportadas. capítulo 227
  • 26. ❑Equilíbrio térmico: o excesso de calor é dissipado pelo suor, aju- dando na manutenção da temperatura interna de um ser homeo- térmico.❑Lubrificante: ajuda a diminuir o atrito entre os ossos (nas articula- ções).B)SAIS MINERAIS❑ Solúvel: dissolvido na água em forma de íons, como o potássio (K+),o sódio (Na+) e o cloro (Cl-), participam do controle osmótico (entra-da e saída de H2O nas células) e também contribuem para a passa-gem dos impulsos nervosos nos neurônios.❑Insolúvel: encontra-se imobilizado, como os fosfatos de cálcio que fazem parte da estrutura esquelética dos vertebrados, da casca de ovo, do exoesqueleto ou carapaças de insetos, siris, caranguejos etc., conferindo maior rigidez aos órgãos em que se encontram. Papel biológico de alguns sais minerais: Sais minerais naPapel biol gico (funes)forma de onsC lcio (Ca++) Participa das contra es musculares, dacoagula o do sangue eda forma o dosossos e dentes + +S dio (Na ) e Pot ssio (K ) Equil brio dos l quidos no organismo(estabilidade da press o osm tica dasc lulas)Ferro (Fe++)Faz parte da hemoglobina, que uma pro-te na fundamental no transporte de oxig nioe na respira oMagn sioFaz parte da mol cula da clorofila, indis-pens vel para a realiza o da fotoss nteseF sforoImportante na transfer ncia de energia dentro das c lulas28capítulo 2
  • 27. C OMPONENTES ORGÂNICOSA) G L I C Í D I O S O U C A R B O I D R AT O S Também conhecidos como açúcares, os glicídios são os grandes for-necedores imediatos de energia para os seres vivos. São fabricados pe-las plantas no processo da fotossíntese e apresentam em suas moléculasátomos de carbono (C), hidrogênio (H) e oxigênio (O). Além de fornece-dores de energia, possuem também função estrutural, como a celulose,encontrada revestindo as células vegetais; e constituindo os ácidosnucléicos (material genético).Os glicídios são classificados em três grupos: Bionotícias Alimentos transgênicos: riscos e benefíciosDesde que os produtos trans- g nicos sur iram no mercado, g h contrariedades com a nova tecno- logia. Os argumentos utilizados em defesa da libera o desses produtos est o ancorados em quest es de or - dem econ mica e tecnol gica, vin- culados ao progresso e necessi- dade do avan o da ci ncia. poss - vel que a cr tica, s vezes, parta de quem desconhe a tais produtos. Ini- cialmente restrita aos movimentos ambientalistas, esta posi o vem-se ampliando de forma expressiva, na medida em que repercutem, nas sociedades, as vozes contr rias inova o — muitas vezes oriundas do meio cient fico — e que os governos mais e mais discutem o tema e criam controles sobre o mesmo.capítulo 2 29
  • 28. ❑Monossacarídios: são os açúcares mais simples, formados por pe- quenas moléculas que não se dividem na presença de água, portanto não sofrem hidrólise. Os exemplos mais comuns encontrados nos organismos vivos são: glicose (produzido pelos vegetais na fotossíntese), frutose (encontrado nas frutas doces), galactose (en- contrado no leite) e ribose e desoxirribose (componentes dos ácidos nucléicos).❑Dissacarídeos: são glicídios constituídos pela união de dois mo- nossacarídios. Na ligação de dois ou mais monossacarídios, estamos ingerindo dissacarídios ou polissacarídios, nosso sistema digestório os transforma em monossacarídios para que estes possam fornecer energia para a célula. Todos os dissacarídios têm função energética e os principais são: – Sacarose: glicose+frutose, suas principais fontes são: a cana de açúcar e beterraba. – Lactose: glicose+galactose, sua principal fonte é o leite. – Maltose: glicose+glicose, suas principais fontes são: raízes, caule, folhas dos vegetais.❑Polissacarídios: os polissacarídios são moléculas grandes, constituí- das por ligação de muitos monossacarídios. Os polissacarídios não são solúveis em água, alguns são reservas de energia, como o amido, outros fazem parte da estrutura esquelética da célula vegetal, como a celulose. Os principais polissacarídios são: – Amido: formado por inúmeras moléculas de glicose, encontrado nos vegetais, funciona como reserva de energia. – Celulose: formado por inúmeras glicoses, encontrado revestindo externamente as células vegetais, funciona como reforço esquelético. – Glicogênio: formado por inúmeras glicoses, encontrado nos ani- mais, funciona como reserva de energia.B) LIPÍDIOSSubstâncias orgânicas de origem animal ou vegetal, mais conheci-dos como óleo, gordura e cera. Alguns tipos de lipídios funcionam comoreservatório de energia, outros entram na composição das membranascelulares ou ainda formam hormônios. Possuem como característicacomum o fato de serem insolúveis em água e solúveis em solventes orgâ-nicos como o éter, o álcool e a benzina.30capítulo 2
  • 29. BionotíciasComida a quilo: nem sempre a melhor opção Uma pesquisa feita pela nutricionista Edeli Simioni de Abreu, douto-randa pela Faculdade de Sa de P blica da Universidade de S o Paulo (USP)e autora da disserta o de mestrado Restaurante por quilo : vale quantopesa? , mostrou que, em restaurantesself service, nem sempre os consu-midores se lembram da import ncia do equil brio alimentar na hora deescolher o que comer. Observou que em uma nica refei o a densidadeenerg tica dos alimentos atingiu a m dia de 1.400 calorias por prato, con-sumo elevado diante da recomenda o de 2.000 calorias di rias. As pes-soas n o comem nutrientes, mas alimentos aos quais dif cil resistir ,afirma Edeli de Abreu. Aapresenta o dos pratos no balc o induz aoconsumo. O consumo m dio observado foi de 454 gramas por prato.A pir mi-de alimentar ideal deve apresentar de 50 a 60% de carboidratos, 25 a 30%de lip dios e de 10 a 15% de prote nas. A presen a exagerada de cidos graxos saturados, gorduras e a ca-res simples podem contribuir para a obesidade e o aparecimento de doen-as card acas e c ncer excesso, os lip dios, subst ncias que n o se . Emdissolvem na gua, s o os maio-res causadores das doen asdo cora o.Assim como oscarboidratos, eles fornecemenergia para o organismo, en-quanto as prote nas auxiliam nareconstitui o de tecidos. Porisso, importante ter uma ali-menta o balanceada, abusandode legumes, verdura e frutos — osverdadeiros amigos da sa de e daboa forma. capítulo 2 31
  • 30. São classificados em: – Glicerídeos: os lipídios simples. Compreendem os óleos, as gordu- ras, e as ceras, podem ter origem animal ou vegetal. Principais funções dos glicerídeos: As gorduras são reservatórios de energia e também isolante térmico, principalmente para os animais de regiões frias. Os óleos presentes nas sementes de girassol, da soja, do amendoim servem de alimento para o embrião das sementes germinar. As ceras impermeabilizam as folhas de muitas plantas e é fabricada pelas abelhas, que constroem os favos de mel. – Fosfolipídeos: presentes na composição química das membranas celulares dos animais e vegetais. – Esteróides: o mais conhecido é o colesterol. Produzido pelos ani- mais, faz parte da composição química de suas membranas celulares e é precursor de alguns hormônios, como a testosterona (hormônio mas- culino) e a progesterona (hormônio feminino).PROTEÍNAS São os componentes orgânicos presentes em maior percentual no or-ganismo dos seres vivos. Fundamentais para a vida na Terra, são encontra-das em todos os seres vivos, inclusive nos vírus que não possuem uma es-trutura celular. As proteínas são resultantes de uma seqüência de ligaçõesentre moléculas menores denominadas aminoácidos. Principais funções das proteínas: – Elemento construtor: faz parte, juntamente com os lipídios, da com- posição das membranas celulares. Exemplo: o colágeno, proteína que confere resistência às células da pele, dos tendões, das cartilagens etc. A miosina e a actina, que conferem elasticidade aos músculos; a queratina, que confere impermeabilidade aos cabelos e à pele, contri- buindo para adaptação dos animais à vida terrestre. – Função enzimática: dentro das células ocorrem muitas reações quí- micas. Para que elas aconteçam é necessário energia. Em alguns ca- sos, não há energia suficiente para a ocorrência da reação química e se faz necessária a presença de um catalisador (substância que desenca- deia ou acelera reações químicas). Os catalisadores das células são um32capítulo 2
  • 31. tipo de proteína especial chamada enzima. As atividades enzimáticasdependem da temperatura e do pH. Analisando o gráfico, ve- Temperatura ótima para uma reaçãorifica-se que a 0°C de tempe-ratura as enzimas se encontraminativas. À medida que aumen-ta a temperatura, a atividadeenzimática também aumenta,chegando ao ponto ótimo de40° C. Acima disso, a atividadeenzimática vai diminuindo, atéque por volta de 60° C ocorredesnaturação das enzimas(o calor acarreta mudanças espaciais na proteína, o que acarreta a perda desua função). Quanto ao pH (nível de acidez do meio), cada enzima atua emum específico. Exemplo: a pepsina – enzima do suco estomacal – é ativasomente em pH ácido, ou seja, por volta de 2; a ptialina – enzima da saliva –é atuante somente em um pH neutro, ou seja, por volta de 7.Atuação enzimática ou modelo chave-fechadura. Cada tipo de enzima consegue catalisar um único tipo de substrato (subs-tância reagente). O encaixe da enzima no substrato assemelha-se ao siste-ma chave-fechadura. Esse modelo explica a especificidade das enzimas.Após a reação ocorrer, as enzimas deixam o substrato intactas, podendoatuar em outros substratos.capítulo 2 33
  • 32. – Função de defesa. Antígenos são substâncias estranhas ao nosso organismo. A presença de um antígeno no organismo induz o sistema imunológico a produzir uma proteína de defesa, denominada anticorpo. – Função hormonal. Alguns hormônios são de origem protéica; exem- plo: a insulina, hormônio produzido pelo pâncreas, cuja função é de controlar a manutenção da taxa de glicose no sangue. – Função energética. As proteínas são fontes de aminoácidos, que uma vez oxidados pelo organismo, liberam energia, principalmente no processo da respiração.V ITAMINAS Substâncias orgânicas sintetizadas pelos vegetais e por alguns se-res unicelulares, funcionam como ativadores das enzimas. As vitaminasdiferem entre si na composição química, formando um grupo heterogêneo.Para classificar esse grupo foi usado o grau de solubilidade em lipídios(lipossolúveis), que são: A, D, E e K, e as solúveis em água (hidrossolúveis),que são: C e o complexo B (B1, B2, B3, B6 e B12).E STUDODA ESTRUTURA CELULARM EMBRANAS CELULARESSeparando, protegendo,delimitando o meio interno e oexterno, as células possuem amembrana plasmática. Estatambém possui permeabilidadeseletiva, isto é, permite que assubstâncias necessárias aofuncionamento das células se-jam selecionadas e transporta-das para o interior das mesmasou jogadas para fora quandonão necessárias. É o inter-câmbio do meio interno com oexterno.34capítulo 2
  • 33. A) E STRUTURA Somente a partir do uso do microscópio eletrônico na Biologia é quefoi possível identificar as estruturas e funções das membranas celulares.Até então, sua existência era apenas suposta, pois não são visíveis aomicroscópio óptico. As primeiras imagens obtidas das membranas permi-tem identificar uma estrutura formada por três camadas: duas defosfolipídios intercaladas por uma de proteína, concluindo que sua com-posição é lipoprotéica. Através de estudos mais recentes sobre as mem-branas, pôde-se concluir que as camadas lipídicas encontram-se em es-tado fluido, e as moléculas protéicas se encontram encaixadas nesse su-porte lipídico. Devido à maleabilidade das camadas lipídicas, as proteí-nas deslocam-se por ela com grande facilidade, e a essa nova concepçãode estrutura da membrana – proposta por S. J. Singer e G. Nicholson(1972), deu-se o nome de “mosaico fluido”.B) T RANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS ATRAVÉS DA MEMBRANAPor possuir permeabilidade seletiva, a membrana celular permite quesubstâncias entrem e saiam da célula, conforme suas necessidades.Mas nem todos os processos de transporte pela membrana se pro-cessam da mesma forma. Analisaremos então os diversos processos queocorrem. capítulo 235
  • 34. ❑Difusão Difusão simples é a dispersão ou deslocamento espontâneo departículas. Na difusão as partículas tendem a movimentar-se da região demaior concentração de partículas para a região onde a concentração émenor. Esse processo não consome energia e termina quando as con-centrações se igualam. Por exemplo: ao abrirmos um vidro de perfumenum recinto, percebemos que, em pouco tempo, em qualquer lugar dorecinto sentiremos o seu cheiro.A entrada de gás oxigênio (O2) e a saída de gás carbônico (CO2) emnossas células se dá por difusão, devido à concentração diferenciadadesses gases entre o líquido que banha as células e o interior da mesma.E por não consumir energia a difusão é considerada um tipo de transportepassivo.Diz-se difusão facilitada quando a passagem de substância sem gastode energia é acelerada pela ação de proteínas (permeases).❑OsmoseOutro tipo de transporte passivo, a osmose, permite o transporte desolvente (água) e não do soluto. Através de uma membrana semiper-meável, o solvente passa do local de menor concentração do solutopara o de maior concentração36 capítulo 2
  • 35. ❑ Quando a solução apresentar maior concentração de soluto, em rela-ção ao meio, dizemos que a solução é hipertônica.❑ Quando a solução apresentar menor concentração de soluto, em re-lação ao meio, dizemos que a solução é hipotônica.❑ Quando a solução entrar em equilíbrio com o meio, diz-se que a solu-ção é isotônica.Transporte ativo (com consumo de energia)Determina-das substâncias,mesmo existindoem menor quanti-dade fora da célu-la, tendem a en-trar nela, con-trariando os prin-cípios da difusão.Esse fenômeno écomum em nos-sas hemácias. Nes- +sas células a concentração de íons potássio (K ) é maior do que no plasmasanguíneo, onde as hemácias estão submersas, por outro lado; há íons sódio+(Na ) no plasma em maior concentração do que no interior das hemácias. Asdiferenças de concentração desses elementos químicos mantêm-seinalteradas, mesmo ocorrendo difusão, e, para que essa situação se mante-nha, algumas proteínas da membrana funcionam como verdadeiras +carregadoras de substância, bombeando constantemente o K (potássio) para+o interior das hemácias e o Na (sódio) para fora das hemácias. São as cha-madas bombas de sódio e potássio. Por ocorrer contra um gradiente de con-centração provoca gasto de energia, sendo portanto transporte ativo.Transporte de partículas Endocitose – algumas células possuem a propriedade de capturarpartículas grandes que não conseguem atravessar a membrana do meioexterno. São incorporadas pela célula por meio do processo de endocitose(endo = interior, cito = célula, ose = condição). Conhecem-se dois tipos de endocitose: a fagocitose (fago = comer) ea pinocitose (pino = beber).capítulo 237
  • 36. ❑Fagocitose Na fagocitose a célula engloba partículas por meio de projeçõescitoplasmáticas denominadas pseudópodes (falsos pés). Depois deingerido, o material permanece no citoplasma, envolvido por parte damembrana, recebendo o nome de fagossomo. A fagocitose é comum nosseres unicelulares; exemplo: a ameba, quando captura alimentos, e porglóbulos brancos do nosso sangue, como meio de defesa, englobandopartículas estranhas ao nosso corpo.❑Pinocitose: ingestão de partículas líquidas; exemplo: gotas de lipídios pela invaginação da membrana.C ITOPLASMAOcupando o espaço entre a membrana celular e a carioteca, nos sereseucariontes, encontra-se o citoplasma. Constituído de 85% de água, sais minerais, proteínas, açúcares, é nocitoplasma que ocorrem as reações químicas, realizadas por orgânulos aípresentes, e que são fundamentais para a vida da célula. O citoplasma não se encontra inerte, e sim em constante movimento,denominado ciclose. Analisaremos a seguir os orgânulos principais.Retículo endoplasmáticoAo microscópio eletrônico, apresenta-se como uma verdadeira redede canais e bolsas membranosas e achatadas. Em algumas regiões dessasmembranas apresentam uma característica rugosa devido à aderênciados ribossomos, que são responsáveis pela síntese de proteínas. Apresença ou ausência de ribossomos permite distinguir dois tipos de38capítulo 2
  • 37. retículo endoplasmático: o rugoso ou granular, também chamado deergastoplasma, e o liso ou agranular.As principais funções do retículo endoplasmático são: Transporte: no interior dos canais circulam proteínas, lipídios e ou-tros materiais, que são transportados por toda a célula.Armazenamento: dilatação de canais do R.E. dão origem aosvacúolos nas células vegetais, nos quais são armazenadas determinadassoluções. Regulação da pressão osmótica: o armazenamento de substânci-as internas pode favorecer a osmose. Realiza síntese de lipídios, princi-palmente os esteróides.As funções praticamente são as mesmas tanto no R.E.L. como noR.E.R.. O retículo endoplasmático rugoso aparece com maior freqüêncianas células produtoras de enzimas, como é o caso das células do pân-creas, que produz enzimas digestivas.Isso ocorre devido à proximidade com os ribossomos.RibossomosSão as organelas produtoras de proteínas.Possuem em sua composição molecular R.N.A ribossômico e proteí-capítulo 239
  • 38. nas. São encontrados livres pelo citoplasma ou aderidos às membranasdo retículo endoplasmático rugoso. São constituídos por duas subunidades.Complexo de Golgi Conjunto de bolsas achatadas, empilhadas umas sobre as outras, deonde se desprendem pequenas vesículas.- Funções do Complexo de Golgi❑ Armazenar substâncias produzidas pela célula e encaminhar essassubstâncias para fora da mesma. A esse processo de eliminação de subs-tâncias dá-se o nome de “secreção celular”.❑ Faz parte da composição do acromosso (cabeça do espermatozóide). Ocomplexo de Golgi presente nas células do acromosso contém enzimasdigestivas que irão perfurar a membrana do óvulo, permitindo a fecunda-ção.❑ As vesículas eliminadas das bordas do complexo de Golgi dão origemaos lisossomos, pequenas bolsas cheias de enzimas.40 capítulo 2
  • 39. Lisossomos Pequenas bolsasrepletas de inúmerostiposdeenzimas, res-ponsáveispela diges-tão intracelular, e emalguns casos digeremelementos da pró-priacélula (autofagia).Os lisossomos seoriginam do despre-endimento de vesí-culas do complexo deGolgi. As enzimas di-gestivas são sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso, armazenadasno complexo de Golgi e liberadas dentro de vesículas – os lisossomosprimários. As substâncias englobadas pela célula, por meio dos proces-sos de fagocitose e pinocitose, formam no interior da célula o fagossomo,que se funde aos lisossomos, dando origem ao vacúolo digestivo oulisossomo secundário. No interior do vacúolo, a substância é digerida. Aparte aproveitável é absorvida e a não aproveitável é eliminada pelo pro-cesso da clasmocitose ou exocitose.MitocôndriasOrganelas geradoras de energia, de forma ovalada, constituídas de du-pla membrana lipoprotéica. A membrana externa é lisa e contínua, e a inter-na apresenta pregas formando as cristas mitocondriais. Preenchendo oscapítulo 2 41
  • 40. espaços e entre as pregas, encontra-se uma substância amorfa, denomi-nada matriz. A presença de ribossomos – DNA e RNA – na matriz permiteas mitocôndriais produzir suas próprias proteínas e apresentar capacidadede autoduplicação.No interior das mitocôndrias ocorrem a oxidação final das moléculasorgânicas obtidas dos alimentos ingeridos, com liberação de energia, napresença do oxigênio (respiração aeróbica).Plastos Organelas ovaladas, típicas das células vegetais e de alguns protistas,como nas diatomáceas e euglenófitas (algas unicelulares). Os plastos,dependendo da função e dos pigmentos que apresentam, podem ser clas-sificados em: – Leucoplastos – plastos incolores com função de armazenar reser- vas de alimentos. – Cromoplastos – plastos coloridos. Dependendo da cor do pigmen- to, os cromoplastos podem ser classificados em: – Xantoplastos – plastos em pigmentos carotenóides de cor amarela. Exemplo: o amarelo do milho. – Eritroplastos – plastos com grande quantidade de pigmentos carotenóides de cor vermelha. Exemplo: o vermelho do tomate. – Cloroplastos – são mais freqüentes nas células vegetais. De forma ovóide, dotado de dupla membrana lipoprotéica, a externa é lisa e con- tínua e a interna apresenta dobras, que se dispõem paralelamente, como se fossem lâminas. A parte interna das dobras recebe o nome de lamela, e sobre as lamelas encontram-se minúsculas bolsas achatadas empilhadas uma sobre a outra como se fossem moedas, denominadas ti- lacóides. Cada pilha de tilacóide recebe o nome de granum. Ade- rido nas mem- branas das tila- cóides estão as moléculas de42capítulo 2
  • 41. clorofila, que captam a luz solar, fundamental no processo dafotossíntese. O espaço interno dos cloroplastos são preenchidos porumlíquido denominado estromaou matrizdo cloroplasto, contendoDNA, enzimas eribossomos.CentríoloEstruturas constituídas pordois cilindros. Cada cilindro é for-mado por nove conjuntos de trêsmicrotúbulos.Presente na grande maioriados seres eucariontes e ausentenos angiospermas e gimnos-permas.Acredita-se que sua funçãoesteja relacionada ao processo deorientação da divisão celular.Cílios e flagelos Expansões móveis da super-fície da célula. Os cílios e osflagelos diferem em número e ta-manho. Os cílios são curtos e nume-rosos, e os flagelos são longos eem pequeno número. São encontrados em seresunicelulares e em algumas célu-las de organismos pluricelulares. A estrutura interna dos cíliose flagelos é a mesma, ou seja, for-mados por nove pares periféricosde microtúbulos e um par demicrotúbulos central. capítulo 2 43
  • 42. VacúoloSão cavidades presentes no citoplasma, delimitadas por membranaprotéica. Podendo distinguir três tipos: – a) Vacúolo digestivo – formado a partir do acoplamento de um lisossomo com partículas englobadas pelo processo da fagocitose ou pinocitose. – b) Vacúolos pulsáteis ou contráteis – encontrados em pro- tozoários de água doce, que por serem hipertônicos em relação ao meio, a água entra por osmose. O excesso de água tem de ser transferido para fora, sob pena de romper a célula. – c) Vacúolo vegetal – ocupando grande parte do citoplasma da célula vegetal adulta, tem por função armazenar água, sais, açúca- res e pigmentos.N ÚCLEOPresente nas células eucariontes, é constituído dos seguintes ele-mentos: cariolinfa, cromatina e nucléolos. Todos esses elementos encon-tram-se envolvidos e separados do citoplasma pela carioteca ou mem-brana nuclear.44capítulo 2
  • 43. CariotecaSepara o material genético do citoplasma; é constituída por uma mem-brana dupla e lipoprotéica, semelhante às demais membranas. Apresentaporos, através dos quais ocorrem trocas de moléculas entre o núcleo e ocitoplasma. A membrana mais externa comunica-se com o retículoendoplasmático rugoso.Cariolinfa ou nucleoplasmaMassa semilíquida que preenche o núcleo, onde se encontram mer-gulhados os cromossomos e nucléolos.CromatinaFilamento constituído por DNA e proteínas, que quando observadoao microscópio eletrônico apresenta dois tipos básicos:– heterocromatina: porção menos ativa e bem visível, forma oscromossomos no processo da divisão celular. – eucromatina: menos condensada, portanto menos visível. É umaregião molecular de DNA mais ativa, em que os genes estão orientando asíntese de RNA e proteínas.Nucléolo Corpúsculo denso, constituído por proteínas e RNA ribossômico,presente no núcleo interfásico das células eucariontes, cuja função é sin-tetizar os ribossomos. Sendo a cromatina constituída por DNA e proteínas, material químicodos genes, em que se localizam as matrizes das proteínas que serãofabricadas, o núcleo é considerado o centro de controle da célula, é eleque comanda o funcionamento da mesma. t e s t e s1 – (UA-AM) Observando as célulasabaixo e analisando as estruturas queas integram, somos levados a dizer que:a) ambas são características de animaisb) ambas são características de vegetaiscapítulo 245
  • 44. c) a número 1 pertence a um vegetal e a número 2 pertence a um animald) a número 1 pertence a um animal e a número 2 pertence a um vegetale) as duas variedades de células são típicas, tanto de animais como vegetais2 – Em relação aos componentes celulares, assinale a alternativa correta.a) Membrana plasmática é uma estrutura lipoprotéica que funciona como bar- reira seletiva entre o citoplasma e o núcleob) Parede celular é uma exoesquelética rígida que circunda e protege o con- teúdo da maior parte das células vegetaisc) Plastos são organelas citoplasmáticas em células vegetais, recobertas por membranas e incapazes de autoduplicaçãod) Mitocôndrias são organelas limitadas por membranas, encontradas somen- te em células animais e que geram energia química na forma de ATPe) O núcleo é uma organela revestida por envoltório nuclear, presente tanto em organismos procariontes como em organismos eucariontes3 – O esquema abaixo representa a digestão intracelularI, II e III indicam, respectivamente:a) lisossomo, fagossomo e vacúolo digestivob) lisossomo, vacúolo digestivo e fagossomoc) vacúolo digestivo, fagossomo e lisossomod) fagossomo, lisossomo e vacúolo digestivoe) fagossomo, vacúolo digestivo e lisossomo46capítulo 2
  • 45. 4 – A figura abaixo mostra uma célula animal:Mitocôndrias e retículo endoplasmático rugosoestão representados, respectivamente, por:a) I e IVb) II e Ic) II e IIId) III e IVe) IV e Iquestes1 – Utilizando os conhecimentos sobre a vida do planeta Terra, responda:a) De onde provem todos os açúcares naturais (carboidratos) utilizados pelosanimais e vegetais?b) Por que se diz, se a produção dos açúcares naturais acabasse, a vida na Terraseria extinta?2 – (U.Taubaté) Citar a composição química e as funções da membranaplasmática.3 – (Unicamp-SP) A fagocitose é um mecanismo de endocitose utilizado pelascélulas, relacionado a diferentes funções nos seres vivos. Esse mecanismo ocorretanto em organismos unicelulares como em pluricelulares. Mencione duas fun-ções nas quais a fagocitose se encontra.4 – Considere as seguintes atividades celulares.a) síntese de proteínasb) transporte ativoc) digestão intracelular. Em qual delas o núcleo celular tem participação mais direta? Por quê?5 – Uma célula que apresenta grande quantidade de síntese protéica tende, emgeral, a apresentar um grande nucléolo. Explique a relação.capítulo 247
  • 46. c a p í t u l o 3ÁCIDOS NUCLÉICOS Chamados de moléculas da vida, os ácidos nucléicos são de doistipos básicos: o ácido desoxirribonucléico – representado pela sigla DNA,responsável pela constituição do material genético (cromossomos egenes), localizado basicamente no núcleo das células – e o ácidoribonucléico – representado pela sigla RNA, sintetizado no núcleo peloDNA, atua no citoplasma, participando da síntese de proteínas.Os ácidosnucléicos são formados por grandes moléculas, ligadas à hereditariedadee ao comando e controle das atividades celulares.Á CIDODESOXIRRIBONUCLÉICO( DNA )Localizado em quase sua totalidade no núcleo das células eucariontes,e em menor quantidade no interior das mitocôndrias, dos cloroplastos eassociado aos centríolos. Nas células procarióticas, os cromossomos circulares dispersos pelocitoplasma são constituídos por DNA.A partir da década de 40 do último século, vários pesquisadores defi-niram algumas de suas propriedades, tais como:❑A molécula de DNA, sendo uma substância orgânica, é formada por partículas menores denominadas nucleotídeos;❑Está relacionado à hereditariedade;❑Seu formato deve ser um fio em forma de hélice;48capítulo 3
  • 47. ❑ O açúcar do DNA é a pentose dessoxirribose;❑ As bases nitrogenadas do DNA são adenina (A), guanina (G), citosina(C) e timina (T);❑ As proporções entre as bases nitrogenadas: adenina-timina e citosina-guanina é de 1 para 1. Com base nessas informações, o americano James D. Watson e oinglês Francis H. C. Crick iniciaram um estudo com a finalidade de criarum modelo para a molécula de DNA. Em 1953 propuseram uma estruturaque ficou conhecida como Modelo de Watson e Crick (que lhes valeu oPrêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1962). Segundo o modelo proposto por Watson e Crick, a molécula de DNAé composta por uma dupla hélice, ou duas cadeias helicoidais depolinucleotídeos, lembrando duas fitas enroladas uma na outra, unidaspelas bases nitrogenadas, e as ligações entre as bases é feita por pontesde hidrogênio. 1- Duas cadeias de nucleotídeos 2 - bases nitrogenadas G – guanina pareia com C – citosina T – timina pareia com A – ademinaModelo proposto por Watson e Crickcapítulo 3 49
  • 48. Bionotícias Seqüenciamento do genoma abre nova era para o câncer Pesquisadores e médicos norte-americanos afirmam que estamos entrando em uma nova era da medicina genética e molecular com a conclusão do seqüenciamento do genoma humano, colocando a pesquisa sobre câncer em um novo nível, visto que é uma doença dos genes.Algumas aplicações podem ser previstas, dentre elas uma melhor caracte- rização dos tumores, o que levará a tratamentos altamente específicos e diag- nósticos precoces antes da manifestação de sintomas. “Também há a possibili- dade de entender como as células normais se tornam cancerosas e usar medica- ções para prevenir essa transformação.” Especialistas acreditam que um dia pessoas, em especial aquelas com casos de câncer na família, terão seus perfis genéticos armazenados em um local seguro, prontos para serem analisados e alterar seu código genético (genes mutantes) que controla as funções do nosso corpo.E STRUTURA DA MOLÉCULA E SUA DUPLICAÇÃO A molécula de DNA é constituída pelo encadeamento de moléculasmenores denominadas nucleotídeos. Cada nucleotídeo é constituído por três substâncias químicasdiferentes:❑uma base nitrogenada;❑uma pentose (açúcar com 5 átomos de carbono);❑um fosfato (PH4). O açúcar é sempre o mesmo: a desoxirribose.O fosfato também é o mesmo. Mas as bases nitrogenadas podem serde quatro tipos diferentes: adenina, timina, citosina e guanina, e pertencema duas categorias distintas: a adenina e a guanina, por derivar de umasubstância denominada purina, recebem o nome de bases púricas ou50capítulo 3
  • 49. purímicas. A citosina e a timina derivam de uma substância denominadapurimidina e recebem o nome de bases purimídicas.A molécula de DNA é descrita como uma dupla hélice, e que as pro-porções entre as bases A(adenina) e T(timina) é sempre de 1 para 1,assim como, entre as bases G(guanina) e C(citosina). Com base nesses dados, diz-se que, A e T são bases complementares,assim como C e G. Podendo concluir que em uma molécula de DNA com aseqüência de bases T C A C T G, a cadeia complementar será: A G T G A C,respectivamente. Ex: se no DNA de uma célula existem 15% de guanina,e como a guanina se liga à citosina, o percentual de citosina será de 15%.Restando portanto 70% para as outras bases: timina e adenina. Comotimina e adenina se completam, conclui-se então que o DNA terá 35% deadenina e 35% de timina.Uma molécula de DNA difere da outra pela ordem com que osnucleotídeos se dispõem ao longo da molécula.DUPLICAÇÃODO DNA Com a presença da matéria-prima (nucleotídeos) e da enzimapolimerase, a molécula de DNA se duplica, produzindo réplicas de si mesma.capítulo 351
  • 50. No processo da replicação, ocorre primeiramente o rompimento daspontes de hidrogênio, separando os filamentos da molécula; em seguida,nucleotídeos livres encontrados dispersos no interior da célula são con-duzidos pela enzima polimerase ao encontro dos filamentos livres, e vãose unindo aos nucleotídeos dos filamentos, obedecendo sempre àafinidade entre duas bases nitrogenadas. Dessa forma, quando o processose completa, cada filamento antigo serviu de molde para a construção deum novo filamento.Podemos dizer que a replicação do DNA é semiconservativa: poiscada DNA recém-formado possui um dos filamentos do DNA antigo.52 capítulo 3
  • 51. BionotíciasGene da longevidade Um conjunto de até dez genes – quepodem conter o segredo da longevidade –é a mais nova descoberta dos cientistas.Eles acreditam que os portadores dessesgenes não desenvolvem câncer, doençascardíacas, demência ou osteoporose. De-pois que as substâncias químicas produ-zidas pelos genes forem identificadas, oscientistas poderão sintetizá-las na formade medicamentos, beneficiando os idosos.A pesquisa foi feita com mosca-das-frutas e mostrou que, para aumentar aduração da vida, poucos genes precisam ser modificados. Espera-se que uma com-paração meticulosa dos perfis de genes humanos leve à descoberta de fatoressemelhantes nos seres humanos.Á CIDO RIBONUCLÉICO( RNA )Sintetizado pelo DNA, o RNA é uma macromolécula orgânica, consti-tuída por unidades menores, denominadas nucleotídeos.Mas difere do DNA na estrutura molecular, pois sua molécula é cons-tituída por um único filamento ou cadeia de nucleotídeos. Difere também do açúcar, cuja pentose é a ribose, e a base nitro-genada timina é específica da molécula de DNA e substituída pela basenitrogenada uracila (U); as demais bases são as mesmas, tanto para oDNA como para o RNA.Transcrição = produção de RNA a partir de uma seqüência da molé-cula de DNA. capítulo 3 53
  • 52. Para o DNA controlar as atividades celulares, ele sintetiza moléculasde RNA que transportam as informações genéticas aos locais onde elasserão interpretadas e transformadas em ações; como coordenar a produ-ção de proteínas e enzimas.Na síntese do RNA, a molécula de DNA abre-se em um determinadoponto. Nucleotídeos livres na célula vão se pareando a esse segmentoaberto. Completado o pareamento a esse segmento aberto, está pronta amolécula de RNA. Após a liberação do RNA, o DNA que serviu de moldereconstitui a molécula original.54 capítulo 3
  • 53. TIPOS DE RNAO DNA transcreve três tipos de RNA, que se diferenciam entre si, naestrutura molecular e na função. São eles:RNA-mensageiroRNA-transportador RNA-ribossômico (RNAm)(RNAt) (RNAr) Transporta asEncaminha os Faz parte da es- informações do có- aminoácidos dis-trutura dos ribosso- digo genético do DNA persos no citoplas- mos (organelas cito- para o citoplasma, ouma ao local ondeplasmáticas) onde a seja, determina as ocorrerá a síntesesíntese de proteínas seqüências dos ami-das proteínas ocorrerá noácidos na cons- trução das proteínasS ÍNTESE DE PROTEÍNASSabemos que o DNA coordena a síntese de proteínas, transcrevendoo seu código para a molécula de RNAm, que passa a conter uma seqüênciade nucleotídeos complementares à do filamento de DNA que o originou. Éessa seqüência que irá determinar a ordem que o aminoácido deve ter namolécula de proteína.São quatro as bases nitrogenadas que formam os nucleotídeos doRNAm: que representam cada um dos vinte aminoácidos existentes queformam as proteínas. Na década de 60 do último século, foi provado que cada grupo detrês nucleotídeos do RNAm forma um códon, e cada códon codifica umaminoácido. Exemplificando: uma proteína constituída por 200 aminoácidosé comandada por um RNAm com 600 nucleotídeos e 200 códons.Estipulada a seqüência de nucleotídeos no RNAm, o mesmo migrapara o citoplasma, unindo-se ao ribossomo, onde se inicia a leitura outradução do código. O ribossomo desliza ao longo da cadeia de RNAm, e ao mesmo tempoo RNAt encaminha os aminoácidos até os ribossomos. Os RNAt, porcapítulo 355
  • 54. possuírem bases complementares aos do RNAm, recebem a denomina-ção de anticódon. E, por afinidade das bases do códon do RNAm com asdo anticódon do RNAt, ocorre a ligação.À medida que completa a ligação, o ribossomo desliza para o códonseguinte, e outros aminoácidos vão sendo encaminhados pelo RNAt, atéque a proteína se completa.C ÓDIGO GENÉTICOO gene pode ser definido como a parte da molécula de DNA respon-sável pela síntese de uma proteína. Código genético é a relação entre cada códon e o aminoácido queele codifica. Se as bases nitrogenadas do RNAm permitem formar 64 agru-pamentos de três nucleotídeos, e cada trio de bases forma um códon quecodifica um aminoácido, então, por que existem somente vinte aminoácidosna natureza? A resposta está no trabalho de decifrar qual ou quaisaminoácidos são codificados por cada códon. E, na decifração do códigogenético, concluiu-se que os códons (UAG, UAA E UGA) não codificamnenhum aminoácido, mas indicam o fim de uma ligação ou cadeia deaminoácidos. E que o mesmo aminoácido pode ser codificado por códonsdiferentes. Como a correspondência entre os códons e os aminoácidosnão são extremamente específicas, diz-se que o código genético é dege-nerado.56 capítulo 3
  • 55. Relação dos vinte aminoácidos, assim como seus códons cor-respondentes.t e s t e s1 – (UNIP-SP)A estrutura abaixo relaciona-se com:a) síntese lipídicab) síntese de polissacarídeosc) síntese protéicad) fotossíntesee) quimiossíntesecapítulo 3 57
  • 56. 2 – (UFBA) A especificidade de dois segmentos de DNA que têm o mesmonúmero de nucleotídeos é determinada:a) pelo emparelhamento das bases complementaresb) pela natureza das moléculas de pentosec) pela seqüência das bases ao longo da cadeiad) pela relação entre os números de pares AT e GCe) pela relação entre os números de moléculas de pentose e de grupos fosfóricos3 – (Fuv est-SP)Qual das seqüências abaixo corresponde ao produto de trans-crição do segmento AATCACGAT de uma fita de DNA?a) TTACTCGTA d) UUAGUGCUAb) TTAGTGCTA e) AATGUGCTAc) AAUCACGAUquestões1 – (Fuvest-SP)De que maneira o DNA determina a seqüência de aminoácidosdas moléculas de proteínas?2 – (OMEC-SP)Como se duplica uma molécula de DNA? Por que essa dupli-cação é semiconservativa?3 – (Fuv est-SP)A análise química de uma molécula de ácido nucléico revelou aseguinte porcentagem de bases nitrogenadas: 15% de adenina, 25% de uracila,20% de citosina e 40% de guanina.Afirmou-se que a referida molécula era de DNA e não de RNA. Você concorda?Apresente duas características que justifiquem sua resposta.4 – (Fuvest-SP)Um determinado segmento da molécula de DNA apresentaa seguinte seqüência de bases: ACTCCGCTTAGG e TGAGGCGAATCC.Quais poderiam ser as seqüências de bases do RNA por ele produzido? Por quê?58capítulo 3
  • 57. c a p í t u l o 4 CICLO CELULAR É o período compreendido entre o surgimento de uma célula e a suadivisão, quando a mesma encerra a sua existência na produção de células-filhas, passando para elas as informações necessárias para a sua sobrevi-vência e para gerar novas células, dando continuidade à vida.A divisão celular pode ocorrer basicamente de duas formas: por mitosee por meiose.A mitose, nos seres eucariontes, é o processo de divisão responsávelpelo crescimento, desenvolvimento e reposição de células envelhecidasde um organismo. Nesse processo a célula envolvida origina duas célulasgeneticamente idênticas à célula-mãe. A meiose é o processo que tem por função produzir células germinativas,como o óvulo e o espermatozóide. Na meiose, a célula-mãe origina quatrocélulas-filhas, cada uma com metade da sua quantidade de material genético. Antes de iniciar o processo de divisão, a célula se prepara, fabri-cando algumassubstâncias edegradando ou-tras. A esse pe-ríodo interme-diário ou de pre-paração dá-se onome de intér-fase. capítulo 4 59
  • 58. I NTÉRFASE É o espaço compreendido entre duas divisões celulares sucessivas,e representa cerca de 80% do ciclo celular. Nesse período, a célula nãoestá se dividindo, mas encontra-se em grande atividade metabólica. Nointerior do núcleo ocorre a duplicação do DNA. No citoplasma ocorre aprodução da proteína histona, que, juntamente com o DNA, forma osfilamentos cromossômicos, através dos quais as informações genéticassão transmitidas da célula-mãe para as células-filhas. Baseando-se naduplicação do DNA, a intérfase pode ser dividida em três períodosconsecutivos:1º período: G1 – antecede a duplicação do DNA; nele ocorre a inten-sa produção de RNA e diversas proteínas;2º período: S – no qual ocorre a duplicação do DNA, e em conse-qüência a duplicação dos filamentos de cromatina formando oscromossomos;3º período: G2 – inicia-se com o término da duplicação do DNA e vaiaté o início da divisão. Nesta fase, os centríolos terminam sua duplicaçãoe se aproximam do núcleo; proteínas necessárias à divisão são produzi-das. A célula aumenta de tamanho induzindo a divisão.60 capítulo 4
  • 59. F ORMAÇÃO DOS CROMOSSOMOSOs cromossomos originam-se a partir da espiralização da cromatina,o que ocorre na intérfase. O emaranhado de fios que forma a cromatinase espiraliza, tornando-os mais curtos, mais espessos e duplos devido àduplicação do DNA. Cada braço do filamento duplicado é chamado decromátide. As cromátides de cada cromossomo permanecem unidas emuma região denominada centrômero. O centrômero é a última região dascromátides e se multiplicar. Quanto à posição dos centrômeros, os cromossomos podem ser clas-sificados em:a) Metacêntrico – forma dois braços do mesmo tamanho;b) Submetacêntrico – forma dois braços de tamanhos diferentes;c) Acrocêntrico – um dos braços é bem curto em relação ao outro;d)Telocêntrico – centrômero localizado na região terminal, o quedetermina um único braço.Quando as cromátides se separam totalmente, fenômeno que ocorredurante o processo de divisão celular, dão origem a dois cromossomosindependentes.D IVISÃO CELULARM ITOSEÉ o processo de divisão celular em que uma célula se divide e produzduas cópias de si mesma, ou seja: as células-filhas são idênticas à célula-mãe.capítulo 4 61
  • 60. Com exceção dos neurônios (células nervosas) e algumas célulasmusculares, todas as demais células de um organismo (somáticas) sofremmitoses. A mitose é um processo contínuo, mas, para facilitar seu entendi-mento, foi dividida em fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.PRÓFASE É a fase inicial, em que ocorrem os seguintes eventos:a) Os centríolos duplicados na intérfase migram para pólos opostos da cé- lula, a partir dos quais forma-se um conjunto de fibras protéicas, consti- tuindo o áster, e um conjunto de fibras que vão de um centríolo ao outro, formando o fuso mitótico. São as chamadas fibras cromossômicas.b) Os nucléolos vão se desintegrando, até desaparecer.c) Os cromossomos se condensam, tornando-se visíveis.d) O núcleo aumenta de volume, provocando o rompimento da carioteca nuclear. Com a desintegração da carioteca, termina a prófase, inician- do-se a metáfase. célula na prófase intérfaseinicialcentríolosduplicadosetapas da prófase cromatina nucléolosprófasefinalMETÁFASE Após a desintegração da carioteca, os cromossomos atingem o máximode condensação e migram para a região equatorial da célula. Aí, cadacromossomo se une aos dois pólos da célula por meio das fibras do fuso. Nofinal da metáfase cada cromossomo já possui seu centrômero próprio.62capítulo 4
  • 61. ANÁFASEOs centrômeros, já indivi-dualizados, separam-se, e ocor-re o encurtamento das fibras dofuso. Os cromossomos irmãos mi-gram para pólos opostos em di-reção aos centríolos.TELÓFASEa) Os cromossomos se descondensam, os nucléolos reaparecem, e as fibras do fuso e o áster desaparecem.b) Ocorre a cariocinese: divisão do núcleo.c) Ocorre a citocinese: divisão do citoplasma. Na célula animal a citocinese ocorre de fo- ra para dentro.d) A carioteca se reorganiza ao redor de cada núcleo filho. As cé- lulas-filhas se separam. capítulo 463
  • 62. M I TO S E NA CÉLULAV E G E TA LSão duas as diferenças básicas entre a mitose da célula vegetal, e ada célula animal.a) Não há centríolos nem áster na mitose vegetal, chamada portanto de anastral e acêntrica. Mas formam-se as fibras do fuso.b) A citocinese é de dentro para fora. Surge na região equatorial da célula uma membrana fina e elástica, na qual ocorre um depósito de celulo- se que acaba por delimitar as duas células.M EIOSEPrófase IMetáfase I Divisão I (Reducional R!)Anáfase ITelófase I MeiosePrófase II Divisão II (Equacional E!) Metáfase IIAnáfase IITelófase IIEsta divisão produz células-filhas com metade dos cromossomos dacélula-mãe.Nos animais, ameiose produz ga-metas (óvulos e es-permatozóides); nosvegetais produz es-poros. A meiose constade duas divisõescelulares consecu-tivas, e cada divisãoconsta de quatrofases:64 capítulo 4
  • 63. P RÓFASE IPor se tratar de uma fase longa, a prófase I da meiose foi subdivididaem cinco subfases; leptóteno, zigóteno, paquíteno, diplóteno e diacinese.Subfase leptótenoNesta subfase as cromátides du-plicadas na intérfase iniciam suacondensação. A condensação nãoocorre por igual ao longo das cro-mátides.Algumas regiões tornam-se maiscondensadas e passam a se chamarcromômeros. Os cromossomos ho-mólogos possuem os cromômeros namesma posição.Subfase zigótenoOcorre a aproximação e a ligação entre os cromossomos homólogos,fenômeno denominado sinapse cromossômica, e em seguida ocorre oempareamento dos homólogos.Subfase paquítenoOs cromossomos pareados formam conjuntos denominadosbivalentes ou tétrades. No final do zigóteno e início do paquíteno ocor-rem freqüentes quebras de pedaços das cromátides que formam oscromossomos homólogos emparelhados, e em seguida reparação dasquebras com ligações desses pedaços, às vezes em cromátidestrocadas.capítulo 465
  • 64. Esse fenômeno é conhecidocomo permuta ou crossing-over. Éum fenômeno de grande impor-tância biológica, pois permite amistura de material genético, oque leva a uma variabilidade decaracteres dentro de uma espécie. Subfase diplóteno Devido à permuta ou crossing-over ocorrida na subfase paquíteno,algumas cromátides que formamtétrades se encontram cruzadas, naforma de “X” , e a esses cruzamen-tos dá-se o nome de quiasmas. Oquiasma é o ponto visível de umapermuta ou de um crossing-over. Subfase diacineseNesta subfase as homólogos seafastam, os quiasmas deslizam paraas extremidades dos cromossomos(terminalização dos quiasmas).Os centríolos duplicados mi-gram para pólos opostos da célula. Surgem as fibras do áster e asfibras do fuso. DIACINESE Os nucléolos e a carioteca de-sintegram-se e desaparecem.66 capítulo 4
  • 65. M E T Á FA S E I Com a ausência da carioteca, os cromossomos se espalham pelocitoplasma.Cada um dos cromossomos que formam os homólogos une-se à fibrado fuso e dirige-se para a região equatorial da célula.A N Á FA S E I Nesta fase ocorre o encurtamen-to das fibras do fuso, os homólogosnão se separam como ocorre namitose, e as cromátides que formamos cromossomos homólogos migramjuntas para os pólos opostos.Telófase IOcorre a cariocinese (duplicaçãodo núcleo).As cariotecas se reorganizam aoredor dos novos núcleos.As fibras do fuso desaparecem, eos nucléolos e os centríolos rea-parecem. Anáfase I Em seguida ocorre a citocinese,dando origem a duas células.capítulo 467
  • 66. D I V I S Ã O II DA MEIOSEA meiose II é muito semelhante à mitose; os fenômenos ocorridos namitose se repetem na meiose II, com exceção de ser precedida de dupli-cação do material genético.P R Ó FA S E IIInicia-se a condensação dos cromossomos.Desaparecem os nucléolos.Os centríolos migram para pólos opostos da célula.Surgem os ásteres e as fibras do fuso.A carioteca desintegra-se, marcando o fim da prófase II.68capítulo 4
  • 67. M E T Á FA S E II Com a ausência da carioteca, os cromossomos se espalham pelocitoplasma, ligam-se às fibras do fuso e migram para a região equatorialda célula.A N Á FA S E IIOs centrômeros que unem as cromátides-irmãs bipartem-se e ocorrea separação total das mesmas.Com o encurtamento das fibras do fuso, as cromátides migram paraos pólos opostos da célula.anáfase IImetáfase IIT E L Ó FA S E I IAs cariotecas se refazem ao redor dos novos núcleos. Ocorre a cito-cinese, originando quatro células-filhas, com metade da quantidade deDNA da célula inicial.capítulo 469
  • 68. t e s t e s1 – (UEL-PR)As figuras abaixo mostram fases da mitose.A fase não representada é a:a) intérfase b) prófase c) metáfase d) anáfase e) telófase2 – (Uni-SP)A figura representa:a) metáfase I da meioseb) anáfase da mitosec) anáfase da miosed) anáfase II da meiosee) telófase II da meiose3 – (UEL-PR)Na figura abaixo, está representado um par de homólogos deuma célula em prófase I da meiose.Considerando a figura, as seqüências de genes que poderão ser encontradas nascélulas resultantes da meiose serão:a) ABC; Abc; aBc; abc d) ABC; Abc: aBC; abcb) ABC; AbC; aBC; abce) ABC; aBC; aBc; abcc) ABC; AbC; aBc; abc70capítulo 4
  • 69. 4 – (Unip-SP)Durante o processo mitótico de divisão celular ocorrem osseguintes eventos:I – Início da condensação cromossômicaII – Divisão dos centrômeros e separação das cromátidesIII – Acontece a citocineseIV – Cromossomos alinhados no plano equatorial da célulaA seqüência correta de tais eventos é:a) I ➔II ➔III ➔IV d) II ➔I ➔III ➔IVb) I ➔IV ➔II ➔III e) III ➔II ➔I ➔IVc) I ➔III ➔II ➔questões1 – (Fuvest-SP)Considere os processos de mitose e meiose.a) Qual o número de cromossomos das células originadas, respectivamente,pelos dois processos, na espécie humana?b) Qual a importância biológica da meiose?2 – (Unicamp-SP) intérfase é um período em que as células estão em re-“Apouso.” Você concorda? Justifique sua resposta.3 – (EEM-SP)Como você diferencia uma mitose vegetal de uma animal?4 – (Unicamp-SP) Comente a frase: “cromossomos e cromatina são dois esta-dos morfológicos dos mesmos componen-tes celulares de eucariotos”.5 – (Fuvest-SP)Um grupo de células domesmo tecido está em processo de divi-são.Algumas fases desse processo estão re-presentadas ao lado.a) Que tipo de divisão celular está ocor- rendo? Justifique sua resposta.b) Qual seqüência de números indica a ordem em que acontecem as etapas sucessivas no processo da divisão?c) Em que etapa(s) está(ão) ocorrendo evento(s) que promove(m) variabilidade genética? Justifique sua resposta.capítulo 4 71
  • 70. c a p í t u l o 5 PRODUÇÃO DE ENERGIA DACÉLULA Construir o próprio corpo, mantê-lo em funcionamento, reparar le-sões provocadas pelo desgaste, reproduzir são algumas das atividadesque fazem parte do universo das muitas atividades que mantêm o funcio-namento harmonioso de um organismo vivo. Mas, para manter essa har-monia, é necessário trabalho. E para realizar trabalho é necessário ener-gia. Por meio da primeira lei de termodinâmica sabemos que “a energianão pode ser criada, nem destruída: apenas transformada” e transferidade um organismo para outro. Vamos então analisar os principais meiospelos quais os organismos conseguem obter energia.R ESPIRAÇÃO ANAERÓBICA OU FERMENTAÇÃOA molécula de glicose é fonte de energia para os organismos. O proces-so de quebra da glicose para obtenção de energia é chamado de respiração. A fermentação é a quebra parcial da molécula de glicose, que ocorre naausência de oxigênio, portanto, é um processo anaeróbico. Os organismosque realizam apenas este tipo de respiração são chamados anaeróbicosestritos. Mas existem organismos que realizam a fermentação em condiçõesde escassez de oxigênio — são os facultativos.Na primeira etapa, a glicose (C6H12O6) é degradada em duas moléculasmenores, com três átomos de carbono, o ácido pirúvico (C3H4O3). Essa eta-pa é denominada glicólise, e é comum tanto para a fermentação como paraa respiração aeróbica, processo que analisaremos posteriormente. Sendouma reação que desprende energia, é denominada exotérmica.72 capítulo 5
  • 71. Com energia liberada na glicólise, há formação de quatro moléculas deATP (trifosfato de adenosina, um nucleotídeo formado por uma basenitrogenada — a adenina, um açúcar —, a ribose e três moléculas de ácidofosfórico) composto capaz de armazenar energia; e duas moléculas de NADH2(nicotinamida-adenina dinucleotídeo), moléculas transportadoras dehidrogênio.capítulo 573
  • 72. OS PRINCIPAIS PROCESSOS DE FERMENTAÇÃO SÃO :F E R M E N TA Ç Ã O LÁCTICA É realizada por diversos organismos, entre eles os lactobacilos (bac-térias em forma de bastão que utilizam energia resultante da degradaçãode moléculas de lactose-açúcar do leite).Por ação de enzimas digestivas, a lactose é desdobrada em glicose egalactose, que são monossacarídeos. Em seguida os monossacarídeosentram na célula bacteriana, onde ocorre a fermentação. Cadamonossacarídeo dá origem a duas moléculas de ácido pirúvico, que éconvertido em ácido láctico, responsável pelo coalho do leite.Os lactobacilos são utilizados pelo homem na produção de iogurtes,yakult, coalhadas etc. Algumas vitaminas, como as do complexo B, são produzidas em nos-so intestino graças à ação dos lactobacilos. Pode ocorrer a fermentação láctica nas nossas células musculares.Quando submetemos nossas células musculares a uma atividade intensapode ocorrer que o oxigênio levado às células dos músculos não sejasuficiente para suprir as atividades energéticas dos mesmos; e na falta dooxigênio a célula realiza a fermentação, liberando ácido láctico para ascélulas do músculo, produzindo no mesmo dor, cansaço ou cãibra.Equação = C6H12O6 —>2C3H6O3 + 2ATP Glicose -‡ ácido láctico + energia74capítulo 5
  • 73. F E R M E N TA Ç Ã O ALCOÓLICAOcorre entre algumas bactérias, em leveduras (fungos microscópi-cos) etc. Na fermentação alcoólica o ácido pirúvico libera inicialmente umamolécula de CO2, recebendo posteriormente dois átomos de hidrogênio(H2) da molécula de NADH2, produzindo o álcool etílico. Os microrganismos responsáveis pela fermentação alcoólica são uti-lizados pelo homem na fermentação da uva, do malte, da cana-de-açú-car, produzindo respectivamente o vinho, a cerveja e a cachaça.Equação = C6H12O6 —> 2C2H5OH + 2CO2Glicose ➔ álcool etílico + gás carbônicoF E R M E N TA Ç Ã O AC É T I C ARealizada por bactérias denominadas acetobactérias, produz o ácidoacético, utilizado pelo homem na fabricação do vinagre. O ácido acético étambém responsável pelo azedamento do vinho, dos sucos de frutos. CO2C3H4O3 (ácido pirúvico) C2H3O (ácido acético)—————————>+ H2NAD 2NADH capítulo 5 75
  • 74. R ESPIRAÇÃOAERÓBICAÉ o processo de obtenção de energia pela oxidação de moléculasorgânicas, tais como os carboidratos e lipídios. A respiração aeróbica, que utiliza oxigênio para liberar energia, podeser representada pela seguinte equação geral: C6H12O6 + 6 CO2——————> 6CO2 + 6H2O + energia glicose + oxigênio gás carbônico + água + energiaAS TRÊS ETAPAS DA RESPIRAÇÃO1 - E TA PA – G L I C Ó L I S Eª Ocorre no citoplasma e consiste na quebra parcial da molécula deglicose, carregando energeticamente duas moléculas de ATP, liberandoduas moléculas de ácido pirúvico que são utilizadas na próxima etapa. A glicólise da respiração é idêntica à da fermentação.2 - E TA PA – C I C L OªDE KREBS Estudado pelo bioquímico inglês Hans Krebs, ocorre no interior dasmitocôndrias, mais especialmente na matriz mitocondrial. Neste ciclo, asduas moléculas de ácido pirúvico (C3H4O3), resultantes da glicólise, serãodesidrogenadas (perdem hidrogênio) e descarboxiladas (perdem carbo-no). Os hidrogênios retirados são capturados por aceptores de hidrogênio,que podem ser o NAD (nicotinamida-adenina dinucleotídio) ou FAD (flavina-adenina dinucleotídio), com a conseqüente formação de NADH2 e FADH2O ácido pirúvico, perdendo hidrogênio e carbono, converte-se emaldeído acético.O aldeído acético se reúne a uma substância denominada coenzimaA (CoA), formando acetil-CoA.Esta, por sua vez, combina-se a um composto de quatro átomos decarbono, já existente na matriz mitocondrial, denominado ácido oxalacético.Nesse momento inicia-se propriamente o ciclo de Krebs. A coenzima Aapenas ajuda o aldeído acético a se ligar ao ácido oxalacético, e nãopermanece no ciclo. Forma-se um composto de seis átomos de carbono,que é o ácido cítrico. Este ácido possui três carboxilas (-COOH); dessaforma o ciclo de Krebs é também conhecido como ciclo do ácido cítrico,ou seja, do ácido tricarboxílico. O ácido cítrico sofre descarboxilações e76capítulo 5
  • 75. desidrogenações, resultando em vários compostos intermediários. No fi-nal do processo, o ácido oxalacético é regenerado e devolvido à matrizmitocondrial. Nesse processo, cada acetil-CoA degradada libera três mo-léculas de NADH2 e uma molécula de FADH2, duas moléculas de CO2,que são expedidas para o meio, e uma molécula de ATP. capítulo 577
  • 76. 3ª - E TA PA – C A D E I A R E S P I R AT Ó R I AEsta etapa ocorre nas cristas mitocondriais do interior dasmitocôndrias. As moléculas de hidrogênio retiradas da glicose pelas moléculas deNAD e FAD, produzindo NADH2 e FADH2, durante a glicólise e o ciclo deKrebs, serão transportadas até o oxigênio, formando moléculas de água,liberando energia para a produção de ATP.Na cadeia respiratória, as moléculas de NAD e FAD funcionam comotransportadoras de hidrogênio. A combinação de hidrogênio com oxigênio não se realiza de formadireta.Existem, então proteínas intermediárias denominadas citocromos, quepermitem a liberação gradativa de energia. As proteínas citocromos têm opapel de transportar os elétrons dos hidrogênios gradativamente.Os hidrogênios liberam energia, utilizada na fosforilação (formaçãode ATP a partir de ADP+P). Depois de descarregados, já no final da cadeiarespiratória, o hidrogênio combina-se com o oxigênio, formando água.Por ocorrer na presença do oxigênio, a fosforilação é denominada oxidativa. å78capítulo 5
  • 77. Saldo energético da respiração aeróbica, a partir da degradação deuma molécula de glicose: EtapaHidrogênio ATP Glicólise 2 NADH24 ATP Ciclo de Krebs8 NADH22 ATP 2 moléculas de áci- 2 FADH2 do pirúvico, portanto 2 voltas Cadeia respiratória 10 NADH230 ATP 2 FADH24 ATP Total geral 40 ATP Gasto 2 ATP na -2 ATP glicólise Saldo líquido 38 ATPEquação: C6H12O66CO2 + 6H2O + 38 ATP——————>F OTOSSÍNTESE A Bioenergética encarrega-se de estudar as formas de captação daenergia luminosa e de todas as transformações que ela pode sofrer nosorganismos vivos. Os seres fotossintetizantes são os captadores e fixadoresda energia luminosa, e por meio de um conjunto de reações químicas trans-formam a energia luminosa em energia química, formando compostos or-gânicos que servem de alimento aos seres vivos. Com exceção dascianobactérias (bactérias fotossintetizantes), cuja clorofila se encontra dis-persa pelo citoplasma, nos demais seres autótrofos ou autotróficosfotossintetizantes a clorofila está localizada no interior dos cloroplastos oumais especificamente nas lamelas ou grama dos cloroplastos. Para que a fotossíntese ocorra, há necessidade de luz, água e gáscarbônico, podendo ser representada pela equação endergônica (precisaganhar energia para ocorrer). O 6CO2 + 6H2O + luz—————————> C6H12O6 + 6 2 gás carbônico + água + luz →glicose + oxigênio capítulo 5 79
  • 78. Por meio de um experimento, em que a H2O fornecida à planta con- 18 16tém isótopo de oxigênio ( O) e CO2 com oxigênio normal ( O), verifi- 18cou-se que, ao final da reação, o oxigênio liberado é o isótopo ( O ),onde se conclui que o oxigênio desprendido no processo da fotossíntesevem da água; então a equação mais apresentada do processo é:O 6CO2 + 12H2O + luz———————>C6H12O6 + 6H2O + 6 2clorofilaAS ETAPAS DA FOTOSSÍNTESEA fotossíntese se realiza em duas etapas: a etapa de claro, ou etapafotoquímica, depende diretamente da luz; e a etapa de escuro, ou seja,química, onde a luz não se faz necessária. A etapa química depende dosprodutos elaborados na etapa fotoquímica para ocorrer.E TA PA DE CLARO OU F OTO Q U Í M I C AOcorre nas partes clorofiladas dos cloroplastos, a descarga de luz incidesobre as moléculas de clorofila. Ao absorver a luz, elétrons da molécula declorofila têm seu nível energético aumentado, e desprendem-se da molé-cula de clorofila. Se a clorofila for do tipo “a”, o elétron desprendido é reco-lhido por enzimas aceptoras de elétrons (ferridoxiria e citocromo). Ao pas-sar pelas enzimas aceptoras de elétrons, o mesmo descarrega o excessode energia, voltando ao seu nível normal, e retorna à molécula de clorofila“a”, de onde saiu. A energia por ele desprendida é aproveitada por molécu-las de ATP (difosfato de adenosina), que, com a energia recebida, passa àcondição de ATP (trifosfato de adenosina), processo denominado fotofos-forilação cíclica.Fosforilação = transformação de ADP em ATP (ganha um fosfato).Cíclica = elétrons desprendidos da molécula de clorofila “a” voltam aela novamente.Se o elétron desprendido for da clorofila “b”, o processo é o mesmo daclorofila “a”, só que o elétron desprendido, voltando ao seu nível energéticonormal, não volta à molécula de clorofila de origem, e é entregue a umamolécula de NAD (nicotinamida-adenina dinucleotídeo), que fica reduzidaa NADP, processo denominado fotofosforilação acíclica.Paralelo a esses processos, e sob a ação da luz, as moléculas de água sequebram, liberando O2 (oxigênio). O NADP recebe os hidrogênios da água ereduz-se a NADPH2, processo denominado fotólise da água ou reação de Hill.80capítulo 5
  • 79. EQUAÇÃODA FOTÓLISE DA ÁGUA + -2H2O + luz —————————> 4H + 4 e + O2 clorofila +4H + 2NADP —————————>2NADPH2S ALDO DA ETAPA DE CLARO OU FOTOQUÍMICAProdução de ATP –––> utilizado posteriormente na etapa de escuro.Produção de NADPH2 –––> fornecerá hidrogênio ao CO2 na fase es-curo, produzindo glicose.ETAPADE ESCURO OU QUÍMICAOcorre no estroma, parte desprovida de clorofila dos cloroplastos; ondese encontram moléculas de DNA, RNA e ribossomo.Esta etapa é mais lenta e conta com a participação de inúmeras enzimas,conhecida também como etapa enzimática. Consiste em um conjunto dereações químicas que, utilizando a energia armazenada em moléculas deATP da fase claro, permite a combinação de CO2 com H2O, formando glicose. A combinação não ocorre diretamente: o CO2 e a H2O reagem inicial-mente com um composto, formado de cinco (5) carbonos (pentose), a rebose-difosfato (RDP), que depois de várias reações formará a glicose.A pentose utilizada é restaurada no final. Essa série de reações recebeo nome de ciclo das pentoses ou ciclo de Calvim. As reações dessa fasepodem ser expressas com a seguinte equação:6CO2 + 12NADPH2 + ATP –––——————> C6H12O6 + 6H2O + 12NADPenzimasFotossíntese é o espectro da luz branca. A luz branca (do sol) é formada por um conjunto de radiaçõeseletromagnéticas de vários comprimentos de ondas, que variam numa escalade 350 nm (namômetro), correspondente a violeta, a 760 nm, correspondenteao vermelho (espectro visível aos nossos olhos). As radiações, que vão de um extremo ao outro, não são absorvidas coma mesma intensidade pela clorofila, medindo a quantidade de energiaabsorvida pela clorofila em cada onda de radiações que compõe o espectrovisível; utilizando-se o aparelho espectrofotômetro, verificou-se que as radia- capítulo 581
  • 80. ções azul e vermelha (comprimento de ondas de 450 nm a 700 nm res-pectivamente) são as mais absorvidas e onde a taxa da fotossíntese érelativamente alta. E as radiações verde e amarela (comprimento de ondade 500 nm a 580 nm respectivamente) são as menos absorvidas. Portanto,uma planta submetida à luz verde praticamente não realiza fotossíntese.ESPECTRO DA LUZ BRANCA82 capítulo 5
  • 81. t e s t e s1 – (Cesgranrio-RJ)Dentre os processos de obtenção de energia pelos seresvivos, o mais vantajoso é a respiração. Sob o ponto de vista energético, a etapa darespiração aeróbica que se assemelha à fermentação é:a) glicólise, com produção de 2 moléculas de ATP por molécula de glicoseb) via das pentoses, com produção de 6 moléculas de ATP por molécula de glicosec) sistema transportador de elétrons, com produção de 26 moléculas de ATP por molécula de glicosed) cadeia respiratória, com produção de 32 moléculas de ATP por molécula de glicosee) fosforilação oxidativa, com produção de 38 moléculas de ATP por molécula de glicose2– (Cesgranrio-RJ)Indique a alternativa correta para o fenômeno apresentadode forma muito simplificada.FENÔMENOCARACTERÍSTICA ARespiração celularSe realiza em presença de O2 BFermentação bacteriana Produz pouco açúcar CFermentação alcoólica Produção baixa de ATP DRespiração aeróbica Mais eficiente em produzir ATP FFermentação láctica Degradação completa da glicosecapítulo 5 83
  • 82. questões1 – O esquema abaixo representa o fluxo de energia biológica.a) Que processos do metabolismocelular 1 e 2 representam?b) Que organelas estão representa- das em 3 e 4?c) O que A + B e C + D represen- tam?d) O que E representa?2 – ( FEP A respiração em nível intracerlular é o processo de obtenção deA)energia através da degradação de um substrato e que ocorre em várias etapas.Esta degradação pode ainda se realizar na presença ou não de oxigênio. O esque-ma abaixo representa uma das etapas deste processo; observe-o e responda:a) Qual a etapa em foco?b) Em que região da célula ocorre esta etapa?c) Em que consiste a referida etapa?d) Para esta etapa, se faz necessário o oxigênio? Justifique.e) Quantas moléculas de ATP são produzidas e quantas são consumidas nesta etapa?84capítulo 5
  • 83. c a p í t u l o 6 TAXIONOMIA DOS SERES VIVOS(C LASSIFICANDOA DIVERSIDADE BIOLÓGICA )A partir de épocas remotas, quando o homem passou a deixar vestí-gios de sua existência na Terra, pôde-se perceber o interesse que osmesmos tinham em conhecer melhor o mundo em que viviam e suas rela-ções com os demais seres vivos. Passando por um processo evolutivo, o homem pôde perceber quepara conhecer melhor a imensa diversidade de espécies que habitam aTerra, teria de organizar uma estrutura que facilitaria seus estudos. Co-meçou por agrupar os seres vivos, estabelecendo para isso alguns crité-rios, tais como as características externas, comuns a alguns seres vivos.A parte da Biologia que procura organizar e classificar os seres vivos éconhecida como “taxionomia” (do grego taxis = ordem ).Com o decorrer dos tempos, foram propostos vários sistemas paraclassificar os seres vivos. As primeiras classificações baseavam-se nascaracterísticas externas e, quanto mais parecidos, maior seria o grau deparentesco. Com o passar dos tempos, os métodos de classificação foram-se modernizando e sendo codificados por meio de nomenclatura própria. Em 1735, o botânico sueco Carl von Linné (Lineu) estabeleceu umsistema para classificar os seres vivos, propondo também os nomes paracada agrupamento, obedecendo sempre a uma hierarquia.Nessa hierarquia a unidade de classificação é a espécie, que Lineudefiniu como sendo um agrupamento de seres vivos semelhantesanatomicamente. No século XVII, dominava o pensamento fixista ou daimutabilidade das espécies, ou seja, os seres foram criados a partir de capítulo 685
  • 84. uma forma fixa e imutável. E todos os demais eram cópias do original.Quando não idênticas, falava-se em cópias imperfeitas do ideal. O siste-ma de classificação estabelecido por Lineu, apesar de ter sofrido algu-mas adaptações, é válida até hoje. Estabelecido o termo espécie, comosendo a unidade de classificação, espécies semelhantes foram agrupa-das em outra categoria – o gênero. Do mesmo modo, os gêneros podem ser reunidos, formando famíli-as. Famílias podem ser reunidas, formando ordens. Ordens são reunidasem classes. As classes podem ser reunidas, formando filos. Filos se reú-nem formando reinos. O reino é a categoria taxonômica mais abrangentede classificação.S ISTEMADE CLASSIFICAÇÃO E NOMENCLATURA Vimos anteriormente que o sistema de classificação formulado porLineu (1735) é válido até hoje. Mas Lineu não só classificou os seresvivos dentro de categorias hierárquicas, como também adotou um siste-ma de nomenclatura, que é utilizado até hoje, conhecido como Sistemabinominal de nomenclatura. Isso quer dizer que o nome de uma espécie ésempre composto, ou seja, formado por duas palavras. O primeiro nomese refere ao gênero, e o segundo, à espécie. Por exemplo: o cão e o lobopertencem ao mesmo gênero – Canis – mas pertencem a espécies dife-rentes. O cão pertence à espécie Canis familiares, e o lobo, à espécieCanis lupus. Quanto ao idioma em que deveria ser escrito o nome cientí-fico, Lineu concluiu que o ideal seria utilizar uma nomenclatura universal(comum a todos os cientistas, independentemente da nacionalidade) eque não sofresse modificações.O latim, por ser uma língua morta, foi a escolhida. Com essas pro-postas, Lineu teve o mérito de uniformizar universalmente a nomenclatu-ra dos seres vivos. Alguns exemplos de classificações e nomenclaturas:AS PRINCIPAIS REGRAS DE NOMENCLATURA Todo nome científico deve ser escrito em latim.O nome científico de um ser vivo deve sempre ter duas palavras: aprimeira refere-se ao gênero, e a segunda, à espécie. O nome do gênero deve ser escrito com inicial maiúscula, e o da86capítulo 6
  • 85. espécie com minúscula; exemplos: Homo sapiens (homem) Canis familiaris(cão) Zea mays (milho).O nome científico, tanto do gênero como da espécie, deve ser escritode modo a se destacar do texto (manuscrito, deve ser sublinhado e emimprensa deve-se utilizar o itálico.Quando ocorrem subdivisões das categorias taxonômicas, por exem-plo: subespécie, subgênero, subclasse etc., o nome da subespécie devevir depois do nome da espécie e em letra minúscula; exemplo: Crotalusterrificus durissus (cascavel da América Central).O nome científico do subgênero deve vir entre o nome do gênero e daespécie, e deve ser escrito entre parênteses e com a inicial maiúscula.Exemplo: Anophheles (Nyssurhyunchus) darlingi – (um tipo de mosquito).Quando se deseja mencionar o autor e a data que descreve a espécie,seu nome e data vêm depois da espécie.Exemplo: Trypanosoma cruzi Chagas, 1909 (protozoário que transmi-te a doença de Chagas)O nome das famílias deriva do gênero, acrescido da terminação idae.Exemplificando: Homo (gênero da espécie humana) família Hominidade.Com o passar dos tempos, os critérios de classificação foram toman-do novos rumos, pois a humanidade, acumulando conhecimentos, pas-sou a contestar alguns princípios estipulados por Lineu, como a idéia daimutabilidade ou fixismo.Com os trabalhos de Darwin, sobre a evolução das espécies e o pro-cesso de seleção natural, prevaleceu a idéia de que os organismos maisbem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência. E a seleçãonatural, agindo sobre determinado grupo, pode provocar transformações,podendo levar à constituição de uma nova espécie; contestando assim aidéia de Lineu, de que as espécies eram imutáveis.Atualmente, os recursos que permitem determinar o grau de parentescoentre seres vivos estão bastantes sofisticados. Semelhanças são examina-das até o nível de DNA: a seqüência de aminoácidos em uma proteína variade espécie para espécie; por isso, quanto maior forem as diferenças entre asseqüências de aminoácidos, menor será o grau de parentesco.E a diferenciação de espécie proposta por Lineu hoje passou a ter umanova definição: espécie designa um conjunto de seres semelhantes capazesde se cruzar entre si em condições naturais, produzindo descendentes férteis.capítulo 6 87
  • 86. D IVERSIDADEDOS SERES VIVOS E CRITÉRIOS DEAGRUPAMENTO DOS REINOSPor muito tempo, os seres vivos foram classificados em dois grandesreinos: Animal e Vegetal. Posteriormente outras classificações foram esti-puladas, até 1969, quando o cientista americano R. H. Whittaker propôsuma nova classificação para os seres vivos, dividindo-os em cinco reinos– atualmente a mais aceita.R EINO M ONERA Formado por organismos unicelares, procariontes (desprovidos demembrana nuclear). São as bactérias e as cianobactérias.R EINO P ROTISTAFormado por organismos eucariontes (células mais complexas, cujomaterial genético encontra-se delimitado no citoplasma pela membrananuclear), sem tecidos organizados. São protistas: os protozoários (ameba,giárdia) e as algas (protófitas).R EINO F UNGIFormado por fungos uni ou pluricelulares, eucariontes, microscópi-cos (leveduras) ou macroscópicos (cogumelos).R EINO P LANTAEOU M ETAPHYTAFormado por organismos pluricelulares, eucariontes, autótrofos. Sãoos vegetais aquáticos ou terrestres.R EINO A NIMALIA OU M ETAZOAFormado por organismos pluricelulares, eucariontes heterótrofos. Sãoos animais.t e s t e s1 – (UFES)Têm maior grau de semelhança entre si dois organismos que estãocolocados dentro de uma das seguintes categorias taxionômicas:a) classe b) divisão c) famíliad) gêneroe) ordem2 – (Cesgranrio-RJ) Com referência ao Homo sapiens, assinale a seqüênciaabaixo que exprime o grau de complexidade taxionômica da espécie humana:a) Hominidae, Homo sapiens, Homo, Chordata, Primata, Mammalia, Vertebrata88 capítulo 6
  • 87. b) Chordata, Mammalia, Vertebrata, Homo, Hominidae, Primata, Homo sapiensc) Mammalia, Vertebrata, Chordata, Primata, Hominidae, Homo, Homo sapiensd) Chordata, Vertebrata, Mammalia, Primata, Hominidae, Homo, Homo sapiens3 – (UECE) Na classificação dos seres vivos, um conjunto de famílias chama-se:a) gênerob) ordemc) classed) reinoquestões1 – (UFOP-MG)Um aluno, ao redigir um trabalho em sua escola, citou nomescientíficos, dentre eles:a) Trypanosoma Cruzic) Rana sculenta marmoratab) Anopheles (Nyssorhynchus) darlingid) Carica papayaComente as regras de nomenclatura nos nomes científicos acima.2 – (Unicamp-SP)eptodactylus labyrinthicus é um nome aparentemente complicadoLpara um anfíbio que ocorre em brejos do Estado de São Paulo. Justifique o uso donome científico em vez de, simplesmente, “rã-pimenta”, como dizem os pescadores.3 – (UFJF-MG)Quantos e quais são os reinos dos organismos vivos? Caracte-rize estes táxons.4 – (Fuvest-SP)“(...) se “o naturalista quisesse investigar (...) as formas huma-nas (...), veria no Brasil uma população imensa, mestiça de negros e portugueses;(...) Em muitas regiões do mesmo continente, encontraria os mais completoscruzamentos entre negros, índios e europeus; e estas tríplices alianças nos ofere-cem a prova mais rigorosa da mútua fertilidade das formas genitoras. (...) Asraças humanas não são, pois, bastante distintas para habitar um mesmo país semse misturar.” (Charles Darwin, A origem do homem)Comente o trecho acima, baseando-se no conceito biológico da espécie.capítulo 689
  • 88. c a p í t u l o 7VÍRUS: UM CASO À PARTEC ARACTERÍSTICAS GERAIS DOS VÍRUSVisíveis apenas ao microscópio eletrônico, os vírus são seresextremamente pequenos. Diferem dos demais seres vivos por nãoapresentar uma estrutura celular, sendo denominados portanto de seresacelulares. Em sua constituição, apresentam moléculas de ácidos nucléicos(DNA ou RNA) e proteínas. Fala-se em vírus de DNA e vírus de RNA.Devido à simplicidade de sua estrutura, são incapazes de se repro-duzir independentemente. Sua reprodução depende da estrutura presen-te nas células. São, portanto, parasitas intracelulares obrigatórios. Umavez instalado na célula, comanda seu metabolismo, e a mesma passa aproduzir novos vírus. Devido à sua ação parasitária, são causadores deinúmeras doenças que afetam vegetais e animais, até mesmo o homem.E STRUTURA VIRALOs vírus são constituídos por uma cápsula protéica denominadacapsídio. O capsídio envolve e protege as moléculas dos ácidos nucléicos.As proteínas do capsídio são específicas para cada tipo de vírus.Essa especificidade das proteínas permite ao vírus identificar as célulasmais adequadas para hospedá-los.R EPRODUÇÃO DOS VÍRUS DEDNAComo vimos, os vírus só se reproduzem no interior de uma célulahospedeira, infectando-a, e na maioria das vezes causando doenças. Para90 capítulo 7
  • 89. melhor entender o processo, vamos analisar a reprodução de um vírusque ataca as células de bactérias, denominado “bacteriófago”. Quando o vírion (nome dado ao vírus que se encontra fora da célu-la) encosta na membrana de uma bactéria, libera enzimas que perfuramsua membrana, e a molécula de DNA viral é injetada na célula. Uma vezno interior da célula da bactéria, o DNA viral passa a comandar a produ-ção de enzimas, que inibem as atividades do metabolismo genético dabactéria. Com isso, o DNA viral assume o controle do metabolismo bac-teriológico, utilizando suas enzimas e seus nucleotídeos para fabricarcópias de si mesmo.O DNA viral, uma vez multiplicado, passa a comandar a síntesede proteína, que servirá para formação de novas cápsulas. As novascápsulas passam a envolver moléculas do DNA viral, e, em menos deuma hora, cercade 100 a 200novos vírus sãoreproduzidos.Em seguida,ocorre lise ouruptura da mem-brana da bacté-ria, e os novos ví-rus se dispersame atacam novasbactérias.capítulo 791
  • 90. Quando ocorre morte da célula infectada, o ciclo recebe o nome delítico, e os vírus, de virulentos. Quando a célula infectada é preservada, o DNA viral não inibe o me-tabolismo do DNA bacteriano, mas se integra a ele, duplicando-se juntocom ele, o ciclo é denominado lisogênio, e os vírus, temperados ou nãovirulentos.R EPRODUÇÃODOS VÍRUS DORNAQuando o material genético do vírus for RNA, a reprodução pode serde dois tipos:a) Instalado no interior da célula hospedeira, o RNA viral duplica-se, dando origem a inúmeras cópias, e comanda a síntese de proteínas que formam os novos capsídios.b) Um grupo de vírus denominados retrovírus possui em sua constitui- ção a enzima transcriptase reversa, que é capaz de inverter o pro- cesso que ocorre normalmente nos seres vivos, em que o DNA sinte- tiza o RNA (transcrição). Atuando sobre a molécula de RNA, a enzima transcriptase reversa comanda a síntese do DNA (cadeia simples) a partir do molde da molécula de RNA viral. Em seguida, a molécula de DNA sintetizada separa-se do RNA que lhe deu origem. Enzimas pre- sentes na célula completam a molécula de DNA (estrutura em dupla hélice), que passa a sintetizar moléculas de RNA, que passam a co- mandar a síntese de proteínas, que irão constituir o material genético de outros retrovírus. Retrovírus = RNA —> DNA —> RNA —> ProteínasP RINCIPAIS VIROSESOs vírus são agentes causadores de inúmeras doenças do homem,dos animais e das plantas, e para combatê-los contamos praticamentecom nossas defesas naturais (os anticorpos e o interferon – proteína es-pecífica no combate aos vírus) e defesas artificiais (vacinas e soros). Sãoraros os medicamentos que se mostram eficazes no combate às viroses.AIDS – S ÍNDROMEDE I MUNODEFICIÊNCIA A DQUIRIDAORIGEMDA DOENÇAAcredita-se que o vírus HIV é conseqüência de uma mutação, a partirdo vírus STLV-III, presente no macaco verde africano. Em conseqüênciada mutação foi convertido no HIV–1 e no HIV–2. Após sofrer mutação, o92 capítulo 7
  • 91. BionotíciasBrasil quebra patente de remédio anti-Aids O Brasil quebrou a patente de um medicamento em razão da não redução deseu preço pelo laboratório suíço Roche, o que inviabilizaria a sua distribuiçãogratuita no país. Ele será produzido pelo laboratório Far-Manguinhos, da Fiocruz(Fundação Oswaldo Cruz), no Rio, a partir do ano que vem. É o remédio nelfinavir,um dos 12 contidos no coquetel anti-Aids, e o princípio ativo do remédio écomercializado com o nome de Viracept. Para produzir o remédio no país, o go-verno brasileiro vai usar o artigo 71 da Lei de Patentes, que prevê a licença écompulsória em casos de emergência. Segundo o Ministério da Saúde, 25 milpacientes no Brasil, dos 100 mil que recebem o coquetel anti-Aids, precisam to-mar o nelfinavir. A licença compulsória não é exclusiva. Além do Far-Manguinhos,outros laboratórios poderão fabricar o medicamento, desde que se habilitem paraisso. O ministro afirmou que o governo brasileiro pagará royalties (taxa pelo usoda patente do produto) à Roche. Se o laboratório ceder e baixar o preço, o gover-no brasileiro poderá rever a decisão.vírus passou do macaco para o homem, provavelmente na década de70 do último século. Os primeiros casos estudados ocorreram nos Esta-dos Unidos, em 1981, e posteriormente a doença se irradiou para todo omundo.AGENTEETIOLÓGICO E SUA AÇÃO NO ORGANISMOO vírus HIV é o agente etiológico.Seu material genético é constituído de RNA, do tipo retrovírus. Atua no organismo destruindo um tipo de leucócito (glóbulo branco)que circula pelo sangue, o linfócito T. O linfócito T é fundamental no com-bate às células infectadas pelo vírus, e é o desencadeador da ação doslinfócitos B, que produzem anticorpos. Com a destruição dos linfócitos Tpelo vírus, todo o sistema imunológico é afetado, tornando-se suscetível aqualquer tipo de infecções, manifestações clínicas e doenças oportunistas.Inicia-se, geralmente, com emagrecimento acentuado, aumento de capítulo 793
  • 92. volume dos gânglios em várias regiões do corpo, febres constantes, diar-réia e tosse persistentes. Em seguida surgem as doenças oportunistas: osarcoma de Kaposi – uma espécie de câncer de pele, extremamente raroe benigno, que atinge normalmente pessoas de idade avançada. Nos in-divíduos com AIDS, assume caráter maligno, com invasão de órgãos in-ternos. Também, a tuberculose, o herpes, a pneumonia atacamcostumeiramente indivíduos com AIDS.TRANSMISSÃO DO VÍRUS A transmissãose dá pelo contatocom o sangue depessoa contamina-da, por relaçõessexuais – homo ouheterossexuais, portransfusões do san-gue ou produtossanguíneos conta-minados. Agulhas eseringas contami-nadas, normalmen-te utilizados por in-divíduos usuários de drogas. Durante o parto ou a amamentação, a mãepode transmitir a doença ao filho.MEDIDASDE PREVENÇÃOOU PROFILÁTICAS-Não manter relações sexuais com parceiros desconhecidos sem o uso de preservativos.-Conhecimento prévio, nas transfusões sanguíneas da qualidade do sangue doado.-Esterilização de materiais cirúrgicos e odontológicos.-Utilizar agulhas e seringas descartáveis.-Ter sempre instrumentos cortantes próprios, tais como: alicates de cutícula, giletes, navalhas etc.-Mulheres portadoras de HIV devem evitar a gravidez e a ama- mentação.94capítulo 7
  • 93. D ENGUEDoença infecciosa de origem virótica, transmitida pela picada de doistipos de mosquitos: a fêmea do Aedes aegypti e a fêmea do Aedesalbopictus.O mosquito Aedes aegypti é o mais comum no Brasil, e apresenta asseguintes características: porte pequeno, cor escura, normalmente viveem regiões urbanas e se reproduz em água parada, como lagos, lagoas,dentro de pneus e garrafas, vasos, onde a água fica depositada, servindode criadouro para o mosquito.A DOENÇASECARACTERIZA PELOS SEGUINTES SINTOMAS: – Febre súbita, dores musculares intensas, dores nas articulações,cefaléia, náuseas, vômitos, falta de apetite, diarréias, fotofobia (aversãoà luz), lacrimação e manchas vermelhas pelo corpo. Os sintomas da den-gue geralmente se manifestam após dias, período em que o vírus perma-nece incubado.– Existem dois tipos de dengue: a clássica ou comum (sintomas aci-ma) e a hemorrágica. – A dengue hemorrágica apresenta os sintomas da dengue clássica,e pode também apresentar quadro de hemorragias digestivas, distúrbiosdo processo de coagulação do sangue, aumento do tamanho do fígado,alterações da pressão arterial, podendo levar à morte, quando não tratadaadequadamente.MEDIDASDEPREVENÇÃO OU PROFILÁTICAS A medida mais eficaz é o extermínio do agente vetor, que é o mosquito.E para tanto devemos eliminar locais onde o Aedes aegypti se reproduz,tais como: tampar caixas de água, não deixar vasilhames com água para-da, usar telas protetoras nas janelas, usar inseticidas, desinfetantes.S ARAMPODoença de origem virótica, que ataca principalmente crianças até 10anos; esporadicamente ocorrem alguns casos em adultos.O vírus causador dessa doença é transmitido diretamente de umapessoa para outra, por meio de gotículas contaminadas, expelidas com atosse, espirros ou mesmo pela conversa com pessoas doentes.A doença se caracteriza por febre, tosse, manchas vermelhas pelocorpo, lacrimejamento e fotofobia (aversão à luz).A prevenção é feita por vacinas. E, quando não ocorrem complica-ções, o doente fica curado em poucos dias. capítulo 795
  • 94. Tabela de outras viroses Doenças Sintomas Transmissão Profilaxia Tratamento Gripe Calafrios, febreDireta, por A vacina é O próprioalta, dores degotículasineficiente, pois o organismo cabeça e expelidas por vírus é mutante; combate a musculares,doentes; indireta, evitar expor oenfermidade com dor de garganta, por objetoscorpo à friagem e eficiência, porém vermelhidão dacontaminadosdebilitação física.pode-se usar face e olhosantitérmico e ácidobrilhantes.acetil-salicílico (AAS) para aliviaros sintomas. Em casos de crianças muito pequenas é aconselhável autilização depenicilina G para evitar complicações.Poliomielite Em algumasGotículas de Vacina Não há tratamentopessoas, febre saliva, secreçãopróprio, podem-se baixa, mal-estarnasal, alimentos usar compressase indisposiçãoou objetos quentes para em geral. contaminados eauxiliar oágua contaminada. tratamento da forma paralítica dadoença. RaivaPrimeira fase: Mordida ou contato Vacinação de Não há tratamentosonolência oucom a saliva deanimais próprio: uma veztorpor, sensação animais raivosos.domésticos;declarada a de calor ou de frio quando entrar em doença, o animal em redor do local contato com adeve ser preso eda mordedura, saliva de algumobservado por dez irritabilidade,animal, como o dias, o local dadesassossego, cachorro ou até mordida deve ser salivação, mesmo um limpo com uma lacrimejamento emorcego, procurar solução de sabão insônia. assistênciaanti-séptico; noSegunda médica. caso de ferida fase: espasmosprofunda usar uma da garganta, solução de ácidodificuldade denítrico. alimentar-se ou96 capítulo 7
  • 95. beber líquidos, convulsões e dificuldaderespiratória. Terceira fase: paralisia, coma emorte.Hepatite Infecção aguda, Contágio direto Evitar contatoRepouso no leito,febre, inapetência, com gotículas de com pessoas antitérmico, AASnáuseas, vômitos, muco e saliva,contaminadas;em comprimidos. mal-estar e dorestransfusão de esterilização de abdominais. sangue total,seringas e injeção de soro agulhas.ou plasma proveniente de pessoas infectadas e seringas e agulhascontaminadas.Febre amarela Inflamação do Mosquito AedesVacina e Não há tratamento fígado, icterícia, aegyptiextermínio doadequado.vômitoscontaminado. mosquito sanguíneos e transmissor.nefrite.RubéolaInfartamento dos Gotículas do mucoEvitar contato com Repouso na gânglios linfáticose salivapessoas doentes cama, dieta de da nuca e do disseminadas pelo(estas devem ficarlíquidos.pescoço, secreção doente, objetosem quarentena), e dos olhos,contaminados. vacina.manchas do exantemaredondos ou ovais.CaxumbaFebre e inchaço Saliva de pessoas Vacina eRepouso na cama,das glândulasinfectadas.quarentena dos dieta de líquidos.salivares. doentes. Varíola Febre alta,Contaminação porVacina. Não existevômitos, via respiratória. tratamento próprio;sonolência, delírio utiliza-se a e convulsões.penicilina para Aparecimento de evitar bolhas no corpo, complicações.inicialmente naface.capítulo 797
  • 96. t e s t e s1– (Puccamp-SP)Considere as seguintes possibilidades de transmissão de umagente patogênico:I – transfusão de sangueII – aperto de mão e abraçoIII – uso de banheiros públicosIV – relações sexuaisV – uso de seringas, material cirúrgico e agulhasO vírus da AIDS pode ser transmitido, comprovadamente, através de APENAS:a) I, II e III b) I, IV e V c) II, III e IV d) II, IV e V e) III, IV e V2 – (UFBA)Relacione as colunas, associando corretamente os nomes das viro-ses aos respectivos meios de contaminação:(1) febre amarela(a) contaminação pelo sêmen ou pelo sangue(2) sarampo(b) arranhaduras ou mordeduras por animais contaminados(3) raiva(c) contato direto com pessoas doentes ou pelo ar e utensílios contaminados(4) AIDS (d) atividade transmissora de mosquitosa) 1 – a; 2 – c; 3 – b; 4 – dd) 1 – c; 2 – d; 3 – b; 4 – ab) 1 – a; 2 – b; 3 – c; 4 – de) 1 – d; 2 – c; 3 – b; 4 – ac) 1 – d; 2 – c; 3 – a; 4 – b3 – (Cesgranrio–RJ)Existem organismos que, apesar de possuírem proprieda-des como auto-reprodução, hereditariedade e mutação, são dependentes de cé-lulas hospedeiras e, com isso, considerados parasitas obrigatórios. Tais organis-mos incluem:a) procariontes e vírus d) somente bactériasb) bactérias e micoplasmae) somente vírusc) bactérias e vírus98 capítulo 7
  • 97. 4 – (UFRN)Todos os vírus são constituídos por:a) DNA e proteínas d) DNA e RNAb) Aminoácidos e águae) RNA e proteínasc) Ácidos nucléicos e proteínas questões1 – (Unicamp-SP) pouco alarmado com a elevada ocorrência de dengue Umtransmitida pelo mosquito Aedes aegypti, um morador de Campinas telefonoupara a Sucen (Superintendência de Controle de Endemias) e relatou que haviasido picado na mata, à noite, por um mosquito grande e amarelado. Relatoutambém que, no dia seguinte, começou a ter febre e sentir dor nas articulações.O biólogo da Sucen, ao saber, ainda, que este senhor não tinha viajado para qual-quer área endêmica da doença, tranqüilizou-o dizendo que certamente não teriacontraído a dengue, embora fosse importante que ele procurasse atendimentomédico. Cite cinco fatos relatados acima que levaram o biólogo da Sucen a con-cluir que essa pessoa não estava com dengue.2 – “O vírus da AIDS destrói os linfócitos T, provocando a falência do sistemaimunológico humano. O HIV pode ser transmitido para uma pessoa por meio derelação sexual com parceiro contaminado pelo vírus, por transfusão de sanguecontaminado, pelo uso de seringa contaminada e também por abraço, aperto demão, toalhas e utensílios domésticos (como talheres e pratos)”. Você concordacom todas as afirmações contidas nesta frase? Explique.3 – Observe os esquemas:a) Qual o acontecimento representado pe- los esquemas?b) Qual é a ordem cronológica do evento?c) Que tipo de vírus está representado nos esquemas?4 – (Unesp-SP) vírus responsável pela sín-Odrome da imunodeficiência adquirida (AIDS)é um retrovírus. Qual é o tipo de ácido nucléi-co que constitui o material genético dos re-trovírus? A denominação retrovírus refere-se a que característica deste vírus?5 – (FAAP-SP)O que são, como se constituem e onde se reproduzem os vírus? capítulo 7 99
  • 98. c a p í t u l o8REINO MONERAO reino Monera se caracteriza por agrupar seres procariontes,unicelulares, microscópicos , sendo representado pelas bactérias e pelascianobactérias.B ACTÉRIAS Presente em todos os ambientes: no ar, na água, no solo, as bactériaspodem viver isoladas ou em agrupamentos coloniais.E STRUTURA DA BACTÉRIAA célula bacteriana apresenta as seguintes partes:• Membrana plasmática: de constituição lipoprotéica, normalmente apre-senta dobras chamadas “mesossomos”. Ao redor dos mesossomossão encontradas inúmeras enzimas respiratórias. As extremidadesda molécula de DNA aderem-se ao mesossomo, ganhando um as-pecto circular.• Parede celular: envolvendo a membrana plasmática, as bactérias pos-suem a parede de consistência rígida, com funções de proteger e darforma à célula. Algumas bactérias, além da parede celular, apresen-tam uma cápsula de polissacarídios, de consistência gelatinosa, comfunção protetora, aumentando o poder infectante nas espéciespatogênicas (que provocam doenças).• No citoplasma bacteriano são encontrados os ribossomos e o materi-al genético. Em alguns casos são encontradas também pequenaspartículas de DNA livres no citoplasma, ou aderido aos cromossomos100capítulo 8
  • 99. bacterianos, denominados “plasmídeos”. Os plasmídeos podem con- ter informações que permitem à bactéria degradar antibióticos que poderiam matá-la.QUANTOÀ RESPIRAÇÃO AS BACTÉRIAS PODEM SER: Aeróbica: dependem do oxigênio para sobreviver. Exemplo: bacilo deKoch.Anaeróbica obrigatória: sobrevivem somente na ausência dooxigênio. São as bactérias fermentadoras. Exemplo: bacilo tetânico.Anaeróbica facultativa: sobrevivem, com ou sem oxigênio. Se houveroxigênio, realizam a respiração aeróbica, caso contrário realizam afermentação. Exemplo: os lactobacilos.Q UA N TO À A L I M E N TA Ç Ã O A S B AC T É R I A S P O D E M S E R :Heterótrofas: pertence a esse grupo a grande maioria das bactérias.Alimentam-se da decomposição da matéria orgânica morta, ou de seresvivos que parasitam. Autótrofas:•Bactérias que realizam fotossíntese. Captam a energia solar, por meio da clorofila conhecida como bacterioclorofila. Nesse processo não há liberação de oxigênio, pois o fornecedor de hidrogênio não é a água e sim substâncias simples como gás sulfídrico (H2S) e CO2. As bactéri- as que utilizam o gás sulfídrico para produzir compostos orgânicos são as sulfurosas, e o processo pode ser representado pela equação:2 H2 S+ CO2—————>(CH2O)+2S + H2O luz•Bactérias que realizam a quimiossíntese. Utilizam a energia química proveniente da oxidação de compostos inorgânicos presentes no solo, para produzir compostos orgânicos. Exemplo: a bactéria do gênero Nitrosomoras oxida a amônia seguindo a equação:2 NH3 +3 O2 —————> 2 HNO2+ 2 H2O+ energia (amônia)(nitritos)REPRODUÇÃO DAS BACTÉRIAS Assexuada: A grande maioria das bactérias, reproduz-se assexua-damente por cissiparidade ou divisão binária. Nesse processo ocorre du-plicação do material genético e em seguida à citocinese, dando origem acapítulo 8101
  • 100. Bionotícias Dicas para aprender Para decorar as classes: poríferos, cnidários, platelmintes, asquelmintes,anelídios, moluscos, artrópodes, equinodermos, chordados memorize esta frase: POR Certos PLAnos ASQUErosos ANa MOLestou-se ARrependeu-seEQUIs CHORar ( ZOOLOGIA ) Para decorar as fases: Prófase, Metáfase, Anáfase, Telófase memorizeesta frase: PRoMEto a ANA Telefonar (FASES DA PRÓFASE 1)Para decorar as fases: Leptóteno, Zigóteno, Paquíteno, Diplóteno,Diacinese memorize esta frase: Linda Zebra PAstando Durante o DIA (TIPOS DE ÓVULOS) Oligo, oligolécito um mamífero vai dar Vamos lá heterolécito um anfíbio originar. E o ovo centrolécito um artrópode vai dar e o ovo telolécito, uma ave vai formar. No primeiro e no segundo, segmentação total, No terceiro e no quarto ela é, é parcial. (ÓVULOS)duas células-filhas. O poder de reprodução das bactérias é tão rápidoque, em questão de horas e em condições favoráveis, uma única bactéria,reproduzindo-se assexuadamente, pode dar origem a milhões de bacté-rias idênticas à que lhes deu origem.Sexuada: A reprodução sexuada envolve troca de material genético,e são conhecidos três tipos.102capítulo 8
  • 101. • Conjugação: ocorre união de duas bactérias, em seguida ocorrepassagem de pedaço de DNA de uma bactéria doadora para areceptora. O DNA transferido é incorporado ao material genéticoda receptora que, ao se dividir, origina populações de bactériascom novos caracteres.• Transdução: ocorre com o auxílio de um vírus bacteriófago (vírusque atacam bactérias). Na montagem de novos vírus no interior dabactéria parasitada, pode ocorrer que pedaços de DNA bacterianopermaneçam unidos ao DNA viral. O bacterófago, parasitando outrabactéria, poderá efetuar a transferência do DNA bacteriano para abactéria infectada. O DNA transferido incorpora-se ao DNA da bac-téria e a mesma, ao se reproduzir, gera população com novos ca-racteres genéticos.• Transformação: normalmente ocorre em cultura de bactérias emque pedaços de DNA isolados entram nas bactérias, incorporan-do-se ao cromossomo da mesma, condicionando novos caracte-res genéticos.CLASSIFICAÇÃODAS BACTÉRIAS QUANTO À FORMA E ÀCOLORAÇÃO Morfologicamente as bactérias classificam-se em quatro catego-rias: cocos, bacilos, vibriões e espirilos:Cocos: de forma esférica, apresentam-se isolados ou formandocolônias, com os seguintes agrupamentos:diplocos = aos pares (Fig. 1)tétrades = forma quadrada (Fig. 2)sarcina = em arranjos cúbicos (Fig. 3)estreptococos = dispostos em fileiras (Fig. 4)estafilococos = dispostos em cachos (Fig. 5)Bacilos: em forma de bastonetes (Fig. 6)Espirilos: filamentos longos e espiralados (Fig. 7)Vibriões: bastões em forma de vírgulas (Fig. 8)capítulo 8 103
  • 102. Fig. 1Fig. 2 Fig. 3Fig. 4Fig. 6 Fig. 5Fig. 8 Fig. 7104 capítulo 8
  • 103. IMPORTÂNCIADAS BACTÉRIAS Em sua ação decompositora, juntamente com os fungos, elas são res- ponsáveis pela decomposição e reciclagem da matéria orgânica, transfor- mando moléculas orgânicas complexas em matéria inorgânica simples, fun- damental para o equilíbrio ecológico e a manutenção da vida no planeta Terra. Em sua ação fermentadora, as bactérias são utilizadas pelo homem na industrialização de derivados do leite. Exemplo: bactérias dos gêneros Lactobacillus e Streptococus são utilizadas na produção de queijos, iogurtes, requeijão etc. Bactérias do gênero Acetobacter são utilizadas na fabricação do vinagre. Nas indústrias farmacêuticas, bactérias dos gêneros Bacillus e Streptomyas fornecem antibióticos como: tirotricina, bacitracina, neomicina.A biotecnologia e a engenharia genética introduzem pedaços de molé- culas de DNA humano – que contêm informações para a produção de de- terminados hormônios – em bactérias; elas incorporam esse material ge- nético como se fosse seu e passam a produzir hormônios humanos, tais como: insulina, hormônio do crescimento. Como controle biológico, algumas bactérias infestam larvas de insetos que são pragas da agricultura. D OENÇASBACTERIANAS E AS MEDIDAS PROFILÁTICAS Muitas bactérias parasitam seres vivos, causando, na maioria das vezes, inúmeras doenças.Algumas infecções bacterianas DoençasSintomas TransmissãoProfilaxia TratamentoTuberculosetosse contínuagotículas de melhoramento do certos medicamen-bacilo de com catarro, dor catarro ou saliva padrão de vida das tos associados aKoch ou torácica, populações mais repouso e boaMycobacterium emagrecimento e pobres e vacina alimentaçãotuberculosis febre; eliminaçãode sangue no escarroHanseníase manchas brancas apenas a diagnóstico rápido é feito com (lepra)ou avermelhadashanseníase dos doentes e sulfonas, a cura éMycobacterium que não coçam e (virshuniana) éisolamento. fácil e pode-se leprae. tornam o lugar transmissível por fazer cirurgiainsensívelgotas de saliva plástica para capítulo 8105
  • 104. perda das contaminadarestituir as partes sobrancelhas emais atingidas dos cílios e engrossamento da pele; depois podehaver destruiçãode tecidos como mucosas e dosórgãos internosSífilis cancro no primeiro relações sexuais uso de camisinhaantibióticos Treponema estágio, manchase examespallidum. pelo corpo no periódicos desegundo etc.parceirosDifteria formação decontágio com o vacinaadministração deCorynebacterium membranas nadoente, objetos soro antidiftériodiphteriaefaringe e laringe, contaminados ou em injeção podendo provocarpelo leiteintramuscular sufocação, febre eindisposição Coqueluche acessos de tosse gotículas de muco vacinauso deBordetella convulsiva, que o doente gamaglobulina, petussis terminado por um expele ou objetosmas não existe chiado, seguido contaminados tratamento ou não totalmente por vômitos confiável Meningitefebre, dor de contato direto com vacina e evitaradministraçãoMeningocococabeça, doentescontato com de penicilinas sonolência, rigidezdoentessemi-sintéticas, da nuca e ampicilina- abalamento da amplacilinafontanelaCólera diarréia, febre, alimentoslavar alimentos, certosVibrio cholerae vômitos, cólicascontaminados cobrir os medicamentos,intensas alimentos, lavar soro (para evitaras mãos, evitar desidratação) etc. contato comlugares suspeitos106 capítulo 8
  • 105. Leptospiroseurina de ratos evitar contato comuso deLeptospiracontaminadoságuas demedicamentos interrogansenchentes, lavar e repousoos alimentos etc.Botulismo paralisia dos intoxicaçãoevitar alimentosusa-se umaClostridium músculos alimentar enlatados, com autitoxinabotulinum respiratórios geralmente pordata vencida ou aplicada através enlatadosque a lata esteja da respiração estufada artificial; essadoençageralmente é letalTétano rigidez muscular, esporos do tétanovacina, deve-seClostridium dificuldade de abrir que entram noesterilização de adormecer o tetani ou a boca e engolir,corpo porobjetos cortantes paciente, embacilo tetaniinquietude, ferimentos, até e desinfecçãoseguidahiperirritabilidade, mesmo pordos ferimentosadministrardor de cabeça, infecção umbilicalsoro antitetânico calafrios, dor nasem doses altas,extremidades e em injeções convulsõesintramuscularest e s t e s 1 – (UFMG) Em que alternativa as duas características são comuns a todos os indivíduos do reino Monera? a) Ausência de núcleo – presença de clorofila b) Ausência de carioteca – capacidade de síntese protéica c) Incapacidade de síntese protéica – parasitas exclusivos d) Presença de um só tipo de ácido nucléico – ausência de clorofila e) Ausência de membrana plasmática – presença de DNA e RNA 2 – (Fuv est-SP)Um antibiótico que atue nos ribossomos mata: a) bactérias por interferir na síntese de proteínas b) bactérias por provocar plasmólise c) fungos por interferir na síntese de lipídios d) vírus por alterar DNA e) vírus por impedir recombinação gênicacapítulo 8 107
  • 106. 3 – (Fatec-SP)As bactérias são organismos microscópicos, procariontes e mui-tas são patogênicas, pois causam doenças. Entre as doenças humanas causadaspor bactérias podemos citar:a) varíola, poliomielite, hidrofobia e AIDSb) sífilis, gonorréia, meningite e tétanoc) pneumonia, tuberculose, caxumba e sarampod) encefalite, poliomielite, hepatite e cólerae) botulismo, febre tifóide, gripe e AIDSquestões1 – (UFMG) Observe o esquema de uma bactéria.a)Cite duas características do esquema que permitem classificá-lo como umacélula procariotab) Cite a organela da célula eucariota que executa a mesma função desempe-nhada, no esquema, pela membrana plasmáticac) Cite a função da estrutura indicada pela seta do esquemad) Descreva um dos processos naturais que permitiriam a transferência dematerial genético dessa célula para outra preexistente2 – (Vunesp-SP)As doenças sífilis e cólera são causadas por bactérias, masapresentam diferentes formas de contágio. Quais são essas formas?3 – (UnB-DF)Julgue as seguintes afirmações:a) alimentos contaminados constituem um ótimo meio de transmissão da có-lera e também do vírus da imunodeficiência humana (HIV)b) o vírus HIV provoca deficiência do sistema imune, ao infectar os eritrócitosdo sanguec) tanto o DNA quanto o RNA constituem o material genético do HIV108 capítulo 8
  • 107. c a p í t u l o9REINO PROTISTA Pertencem a esse reino os protozoários e as algas. Na classificaçãoantiga, eram colocados nos reinos Animal e Vegetal, respectivamente. Hoje,formam este reino à parte devido a características específicas.P ROTOZOÁRIOS A diferença entre estes protistas heterótrofos e os animais é o fato deeles serem unicelulares. Habitam os mais variados tipos de ambientes, po-dendo viver livremente na natureza. Outros adotam vida parasitária ou man-têm relações harmoniosas, vivendo em mutualismo ou comensalismo comoutras espécies.São heterótrofos por ingestão quando ingerem outros seres vivos, ou porabsorção, quando absorvem moléculas orgânicas do meio em que vivem. Normalmente apresentam respiração aeróbica, absorvendo o oxigênio pordifusão. Alguns parasitas são anaeróbicos. Eliminam as excreções por difusão.Os que vivem em água doce eliminam água por meio do vacúolo pulsátil.A grande maioria dos protozoários apresenta reprodução assexuada;algumas espécies reproduzem sexuadamente por conjugação (trocandomaterial genético). Quando as condições do meio se tornam desfavoráveis para algumasespécies parasitas e de água doce, o protozoário elimina substância, desidra-ta-se, diminuindo seu volume. Cria uma membrana resistente ao seu redor,isolando-se do meio externo em que vive, transformando-se em cisto. Oencistamento se deve às variações climáticas e à presença de anticorpos pelohospedeiro. A forma cística pode servir para disseminar a espécie, quandolevadas pelo vento e depositadas em lugar favorável ao seu desenvolvimento.capítulo 9 109
  • 108. Quando as condições passam a ser favoráveis ao protozoário, a formacística, com o auxílio de enzimas, tem sua membrana dissolvida e ele passaa ter vida ativa novamente.C LASSIFICAÇÃO DOSPROTOZOÁRIOSDependendo do mecanismo de locomoção, os protozoários são classifica-dos em quatro classes: rizópode, flagelado, Ciliado e esporozoário. Exemplos: rizópode (ameba) flagelado (Trypanosoma cruzi) esporozoáriociliado (Paramecium)(Toxoplasma gondii)Rizópode: termo originado do grego Rhiza = raiz e podos = pés. Também chamado de “sarcodíneo”, é um protozoário que se movimentaatravés de expansões do citoplasma denominadas “pseudópodes”. A funçãodos pseudópodes, além da locomoção, é de captura de alimentos.110 capítulo 9
  • 109. As amebas são o exemplo mais comum dessa classe.São encontradas em água doce, água salgada e sobre o lodo. Apre-sentam a membrana plasmática bastante delgada, citoplasma com re-giões de concentrações diferenciadas: o ectoplasma (mais concentrado)e o endoplasma (mais diluído). As amebas de água doce apresentam ovacúolo pulsátil ou contrátil. Por viver em ambiente hipotônico, absorvemconstantemente água do meio por osmose. O excesso de água queentra tem de ser removido. Essa função osmorreguladora é executadapelo vacúolo pulsátil. As de água salgada, por viver em ambienteisotônico, não apresentam essa organela.Os rizópodes alimentam-se por fagocitose, englobando alimento porpseudópodes. As partículas englobadas recebem o nome de “fagossomos”,que ao se unir aos lisossomos se transformam em vacúolo digestivo. Apósocorrer a digestão, os resíduos são eliminados pelo processo daclasmocitose.F L AG E L A D O OU M A S T I G Ó FA R O Protozoário que apresenta um ou mais flagelos, com função de loco-moção e captura de alimentos em meio líquido.Muitos flagelados têm vida livre, outros são parasitas do sangue e dotubo digestivo de vertebrados e invertebrados; outros ainda vivem emmutualismo, como por exemplo o Trychonympha, que vive no intestino docupim, digerindo a celulose.Os representantes mais comuns dos flagelados são: o Trypanosomagambierisi (causador da doença do sono) e o Trypanosoma cruzi (causadorda doença de Chagas). capítulo 9111
  • 110. CILIADO Protozoário que se locomove e captura alimentos por meio de cílios.São poucas as espécies parasitas; exemplo: Balantiduim coli, que vive nointestino de vertebrados. A grande maioria é de vida livre. O exemplo maiscomum é o paramécium. Vive em água doce, seu formato lembra umchinelo. Apresenta uma abertura oral, localizada na região mediana dacélula denominada citóstoma. As partículas ingeridas através do citoplasmasão encaminhadas por um canal denominado citofaringe até o vacúolodigestivo, que é responsável pela digestão intracelular. Os resíduos sãoeliminados por um orifício denominado citoprocto ou citopígio.Como os demais protozoários de água doce, o paramécio apresen-ta vacúolos pulsáteis que efetuam a regulação osmótica e excreção.Apresenta tricocistos, organelas que funcionam como órgão de defesa,pois são lançadas em forma de setas sobre os inimigos.ESPOROZOÁRIO Caracteriza-se por não possuir órgão de locomoção e todas as espéciesserem parasitas. Possui esse nome porque forma esporos no seu ciclo devida. Um dos exemplos mais comuns é o plasmódio, causador da malária.P RINCIPAISDOENÇAS CAUSADAS POR PROTOZOÁRIOSAMEBÍASEAgente causador: protozoário Entomoeba histolytica.Contágio: alimentos e água contaminada com os cistos eliminadospelas fezes de pessoas contaminadas. Sintomas: parasita do intestino grosso, provoca cólicas e disenteria;em casos mais graves pode chegar ao fígado e ao cérebro.Profilaxia: construção de rede de esgoto. Controle e tratamento daágua (ferver ou filtrar). Higiene pessoal. Higiene com os alimentos,principalmente com os legumes, frutas e verduras.DOENÇADECHAGASCarlos Chagas: pesquisador brasileiro, responsável pela descoberta doagente etiológico da doença de Chagas e do inseto transmissor do protozoário.Agente causador: protozoário flagelado: Trypanosoma cruzi. Agente transmissor: inseto do gênero Triatoma infestaus, conhecidocomo barbeiro ou chupança.112 capítulo 9
  • 111. Contágio: o protozoário vive normalmente no organismo de animais silves-tres, como tatus, tamanduás, gambás, raposas, macacos, morcegos e outros.O barbeiro, ao sugar o sangue desses animais, adquire o protozoário ese transforma em um transmissor da doença de Chagas.O barbeiro possui hábitos noturnos e vive em frestas de parede, chi-queiros, paióis. À noite deixa seus esconderijos e vai sugar o sangue daspessoas enquanto dormem. Ao sugar o sangue, o inseto elimina fezescontaminadas de tripanossomas. A vítima normalmente coça o local, fa-vorecendo a entrada do protozoário pelo orifício da picada.Sintomas: alcançando a corrente sanguínea, o protozoário Trypanosomacruzi instala-se principalmente em órgãos musculosos como o coração, pro-vocando taquicardia e dilatação do órgão (megalocardia), atacando tam-bém a musculatura do esôfago e dos intestinosProfilaxia: Combate e extermínio do barbeiro. Substituir casas depau-a-pique e de madeira por construções de alvenaria. Restringir o contatocom animais silvestres contaminados e não ingerir carnes cruas dosmesmos. Evitar transfusões de sangue desconhecendo sua procedência.Mães portadoras podem transmitir a doença ao filho pela placenta.MALÁRIAConhecida também como maleita, impaludismo, febre terçã benignaou febre quartã.Agente causador: protozoários esporozoários dos gêneros Plasmodiumvivox, Plasmodium malariae, Plasmodium falciparum e Plasmodium ovale.Agente transmissor: mosquito fêmea do gênero Anopheles. Contágio: o contágio se dá pela picada da fêmea do mosquitoAnopheles ou mosquito-prego; antes de sugar o sangue, o mosquito injetasaliva, que contém uma substância anticoagulante. O parasita penetra nacirculação sanguínea juntamente com a saliva. Segue-se um período deincubação, de aproximadamente dez dias, durante o qual o Plasmodiumpermanece nas células do fígado. Posteriormente retorna à circulaçãosanguínea e penetra nos hemácias (glóbulos vermelhos).Divide-se assexuadamente, originando esporos. As hemácias rompem-se, liberando esporos que irão contaminar novas hemácias.Por reproduzir-se assexuadamente no homem, este se torna hospe-deiro intermediário do plasmódio, e sua reprodução sexuada ocorre nomosquito Anopheles, que é o hospedeiro definitivo. capítulo 9 113
  • 112. Sintomas: anemia, enfraquecimento, lesões no fígado e ciclos de fe-bres que variam dependendo da espécie do plasmódio.Plasmodium vivox: causa a febre terçã benigna e acessos febris; ocorrea cada três diasPlasmodium falciparum: causa a terçã maligna, acessos febris comperíodos irregulares de 36 a 48 horasPlasmodium malariae: causa a febre quartã, acessos febris com ciclo de72 horas ou a cada quatro diasPlasmodium ovale: acessos febris, com ciclo de 48 horas; os sintomassão leves, e a infecção, de modo geral, termina após 15 dias. Profilaxia: extermínio ao mosquito transmissor; utilização de telas nasjanelas para impedir a entrada do mosquito; evitar águas paradas (vasos,pneus etc.), que servem de criodouros para a larva do inseto, pois ele sedesenvolve em meio aquático. ciclo evolutivo da amebíase114 capítulo 9
  • 113. ciclo evolutivo da doença de chagas ciclo evolutivo da maláriacapítulo 9 115
  • 114. ALGASAlgas são protistas autótrofos. A maioria é unicelular, e as algasmuticelulares diferem das plantas por não possuírem tecidos diferencia-dos. Ocupam os mais variados ambientes aquáticos: terras úmidas, tron-cos de árvores. No ambiente aquático, constituem o fitoplâncton (organis-mos que flutuam nas águas levados pelas ondas e correntezas). A grandemaioria das espécies possui vida livre; algumas espécies vivem em colôniasou em mutualismo com outras espécies.A parede celular, dependendo da espécie, pode apresentar reforçosde celulose, de sílica e pectina.Apresentam plastos, onde fica a clorofila e outros pigmentos. Constituem a base das cadeias alimentares aquáticas, permitindo amanutenção da vida nesses ambientes.São responsáveis por aproximadamente 90% do oxigênio liberadopara a atmosfera, permitindo a vida aeróbica no planeta Terra.São classificadas nos seguintes filos: • Euglenophyta (euglenofíceas): a grande maioria vive em água doce.São unicelulares, dotadas de flagelo e vacúolo pulsátil. Apresentam clo-rofila a e b, carotenóides e xantofila, pigmentos que captam a energiasolar, indispensável para a fotossíntese. Apresentam uma organela cha-mada estigma, com função fotorreceptora, que orienta as mesmas emdireção à luz.116capítulo 9
  • 115. • Crisófitas (diatomáceas):unicelulares, vivem em águasdoce e salgada; de cor amare-la dourada, apresentando umreforço de sílica em sua pare-de celular, denominada frús-tula. Os depósitos de frústula,ao longo do tempo, dão origemàs chamadas terras de diato-máceas ou diatomitos, explora-dos comercialmente para pro-dução de abrasivos, utilizadosnos polidores de metais, naspastas de dente, na fabricaçãode filtros e tijolos. Apresentamclorofila a e c, caroteno e fuco-xantina.• Pirrófitas (dinoflagelados): unicelulares, apresentam coravermelhada, dois flagelos e em sua grande maioria são marinhasplanctônicas. A parede celular possui reforço de celulose. Algumasespécies emitem bioluminescência, visível à noite, na água. Aspirrófitas são responsáveis pelas marés vermelhas. Quando ocorreuma superpopulação, essas algas liberam toxinas, que afetam afauna do ambiente. Essa toxina é acumulada nos componentes dacadeia alimentar, podendo intoxicar todos os componentes dacadeia.• Rodofíceas: são predominantemente marinhas e pluricelulares;poucas espécies são dulcícolas. Nas rodofíceas predomina opigmento ficoeretrina (responsável pela cor vermelha) mas elastambém possuem clorofila a e d e armazenam amido das florídeoscomo substância de reserva. Apresentam a parede celularconstituída de celulose.Representadas principalmente pelas espécies: Coralinas, Lamentá-rias, Delissérias, Porphyra, Gelidium.• Feofíceas (algas pardas): são predominantemente marinhas,pluricelulares, adaptadas ao clima frio. Algumas espécies chegam a capítulo 9 117
  • 116. alcançar 50 metros de comprimento, e geralmente possuem bolsascheias de ar, o que lhes permite flutuar nas águas. Nas feofíceaspredomina o pigmento fucoxantina, responsável pela cor parda. Apre-sentam também clorofila a, e b, carotenóides e xantofilas. A paredecelular é constituída de celulose, e sua substância de reserva é oaçúcar laminarina e gotas de lipídios.• Chlorophytas (clorofíceas – algas verdes): habitam ambientes mari-nhos, dulcícolos, solos úmidos, troncos de árvores. São pluricelula-res, com exceção de algumas espécies unicelulares. Possuem clo-rofila a e b, as mesmas encontradas nos vegetais adaptados à vidaterrestre. Acredita-se, portanto, que sejam as precursoras dos ve-getais.Além da clorofila, responsável pela cor verde, possuem outros pig-mentos, tais como: carotenos (cor alaranjada) xantofila (cor amare-lada). Os pigmentos encontram-se no interior dos plastos. Armaze-nam amido como substância de reserva e apresentam a paredecelular constituída de celulose.I MPORTÂNCIA DAS ALGAS- Espécies utilizadas como alimentos pelo homem- Clorofíceas do gênero Ulva (alface do mar)- Rodofíceas do gênero Porphyra- Feofíceas do gênero Laminaria- Das paredes celulares de algumas espécies de rodofíceas dos gêne-ros Gelidium, Pterocladia e Gracilaria é extraído o ágar. De naturezaprotéica, o ágar é utilizado como matéria-prima para laxativos, go-mas, gelatinas, como material para cultura de microrganismos emexperiências de laboratórios- O Sargassum (alga parda) é utilizado como fonte de adubo para aagricultura. Depois de ressecado e moído, é misturado ao solo, forne-cendo sais minerais, potássio, nitrogênio. Das rodofíceas do gêneroLaminaria se extrai a carregenina, uma espécie de gel utilizado naprodução de sorvetes e cremes. Constituem a base das cadeias alimentares aquáticas, permitindo amanutenção da vida nesses ambientes.São responsáveis por aproximadamente 90% do oxigênio liberadopara atmosfera, permitindo a vida aeróbica no planeta Terra.118capítulo 9
  • 117. t e s t e s1 – (ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) A doença de Chagas, uma das principaisendemias do Brasil, é causada pelo protozoário flagelado Trypanosoma cruzi. Oesquema representa o ciclo evolutivo dessa doença:A contaminação do indivíduo sadio se dá pelapenetração do protozoário na mucosa e/ou emlesões da pele humana. Nessa forma de transmissão,o Trypanosoma é veiculado ao homem através de:a) contágio diretob) saliva do insetoc) água contaminadad) fezes do barbeiroe) secreção do animal silvestre2 – Assinale a alternativa incorreta:a) Todas as algas apresentam clorofilab) As algas microscópicas, que constituem o fitoplâncton, são os principais pro- dutores aquáticosc) Cerca de 90% do oxigênio atmosférico é produzido pelas algasd) Nem todas as algas são autótrofase) Substâncias mucilaginosas, extraídas de algas, são usadas na alimentação e em cosmetologia questes1 – (Fuvest-SP) “O Conselho Indigenista Missionário (Cimi) diz que 86 índiosmakuxi, do município de Normandia (RR), estão com malária provocada porgarimpeiros evadidos da área ianomani”. (Folha de São Paulo – 25/11/90).Explique como a malária dos garimpeiros pode ter passado para os índios.2 – (Fuvest-SP) O orgânulo denominado vacúolo contrátil ou pulsátil existenos protozoários de água doce, mas não nos marinhos.a) Qual a sua função?b) O que se pode esperar como resposta do vacúolo contrátil, se colocarmos o protozoário de água doce em uma solução de mesma tonicidade do seu protoplasma?3 – Sabe-se que as populações rurais estabeleceram hábitos que vieram facilitara disseminação da doença de Chagas, uma moléstia que era praticamenteinexistente entre os indígenas, primitivos habitantes da nossa terra. Explique quehábitos foram esses, de tão drásticas conseqüências.capítulo 9119
  • 118. c a p í t u l o10REINO FUNGI Pertencem ao reino Fungi todos os seres conhecidos por bolores,mofos, cogumelos e leveduras.leveduras mofoscogumelos120 capítulo 10
  • 119. São organismos unicelulares (leveduras) ou pluricelulares (bolores ecogumelos), desprovidos de clorofila; são portanto heterótrofos.Conseguem desenvolver-se praticamente em todos os ambientes ondehaja umidade, matéria orgânica e pouca luz.Possuem enzimas altamente ativas que decompõem a matériaorgânica do ambiente. Em função disso, os fungos, juntamente com asbactérias, são os principais decompositores. Os fungos pluricelulares são constituídos por longas células em formade filamentos denominadas hifas. As hifas se entrelaçam formando umamassa contínua com muitos núcleos denominada micélio ou corpovegetativo.As hifas podem ser contínuas, isto é, sem septos (separação) e sãodenominadas cenocíticas; são multinucleadas. As que apresentam septos,separando o filamento em pedaços, são denominadas septadas.Os fungos apresentam digestão extracorpórea. As enzimas digesti-vas são lançadas sobre a matéria orgânica, iniciando-se o processo dedigestão. Em seguida os filamentos absorvem o alimento já digerido.A parede celular dos fungos é formada por quitina. Além de existirdecompositores ou saprófitas, existem espécies de vida simbióticas (líquene micorrizas) e de vida parasitária, provocando micoses.Os fungos são classificados em:• Mixomicetos: os fungos gelatinosos• Eumicetos (fungos verdadeiros): dividem-se em diversas classes.capítulo 10 121
  • 120. As principais são: Ficomicetos, Ascomicetos, Basidiomicetos eDeuteromicetos.Mixomicetos São considerados fungos simples, formados por uma massa de con-sistência gelatinosa plurinucleada. Desenvolvem-se normalmente no meiode vegetações, sobre troncos de árvores, galhos e folhas.Alimentam-se de bactérias ou partículas orgânicas (não realizamdigestão extracorpórea, como os demais fungos). Reproduzem-sesexuadamente por esporos, formando esporângios (produtor de esporos)onde ocorre a meiose.Eumicetos Ficomicetos ou zigomicetos: são fungos microscópicos, deorganização simples, encontrados no solo, onde realizam decomposição,ou na água, onde formam esporos dotados de flagelos ou zoósporos. Suashifas são cenocíticas. O exemplo mais comum é o bolor negro do pão.Reprodução sexuada formando esporângios, onde ocorre meioseformando esporos que, ao cair em locais propícios, germinam originandonovos micélios.Ascomicetos : ca-racterizam-se por pos-suir esporos denomi-nados ascóporos, quese desenvolvem no in-terior de hifas deno-minadas ascos. Cadaasco origina sempre oitoascóporos. Entre os ascomice-tos, podemos citar a Sa-charomyces cerevisiae, importante na produção de bebidas (cerveja, vi-nho, saquê) e como fermento na fabricação de pães e bolos. Inclui-senesse grupo o fungo Penicillium notatum, de onde se extrai o antibióticopenicilina. Espécies comestíveis: Morchella e Tuber. A principal forma dereprodução é assexuada por brotamento e por esporos que se formam nointerior de hifas. Algumas espécies reproduzem-se sexuadamente.122capítulo 10
  • 121. REPRODUÇÃO SEXUADAFormação do ascósporoA reprodução assexuada dos ascomicetos pode ocorrer por brotamento ou pelaformação de esporos (conídios)Basidiomicetos: são os fungos mais conhecidos: os cogumelos-de-chapéu, orelha-de-pau. Algumas espécies são comestíveis, como oAgaricus campestris (champignon). Cogumelos tóxicos: Amanita muscariae Psilocybe, que também produzem substâncias alucinógenas.O micélio ou corpo vegetativo normalmente são subterrâneos; a par-te aérea denominada cogumelo constitui o basidiocarpo ou corpo defrutificação. A parte superior do basidiocorpo – o chapéu – possui hifas férteisdenominadas basídios. Cada basídio, por meiose, produz quatrocapítulo 10 123
  • 122. basidiósporos, que, ao serem liberados e caindo em local favorável, germi-nam originando novos micélios.Organização de um basidiomiceto com seus elementos de reproduçãoDeuteromicetos: são os chamados fungos imperfeitos por não apre-sentarem reprodução sexuada.A maioria são parasitas de animais ou de vegetais; exemplo: Candidaalbicans, micose dos pés). Alguns deuteromicetos são fermentadores eutilizados na produção dos queijos roquefort, camambert e gorgonzola.São responsáveis pelos veios escuros presentes nos queijos citados. Algumas espécies são predadoras de nematódeos (vermes micros-cópicos) que vivem no solo. A espécie Aspergillus flavus, que se desenvolveem diversos grãos como amendoim e soja, liberam toxinas denominadasaflotoxinas, de comprovada ação cancerígena.Liquens e micorrizasVimos no início do capítulo quealguns fungos podem estabelecerassociações obrigatórias com outrasespécies. Essa associação, em queas duas espécies são beneficiadas,recebe o nome de mutualismo.Liquens: associação mutualísticaentre cianobactérias (algas azuis) oualgas verdes e fungos (em geralascomicetos).124capítulo 10
  • 123. As algas fotossintetizam matéria orgânica, alimentando os fungos.Esses, por sua vez, absorvem água e cedem as cianobactérias.A reprodução dos liquens é assexuada e se faz por sorédios. Estrutu-ras formadas por um grupo de cianobactérias envolvidas por hifas dosfungos. Os sorédios são geralmente transportados pelo vento e se desenvol-vem ao alcançar lugar favorável.Micorrizas: associação mutualística entre fungos (geralmente basi-diomicetos) com raízes de plantas. As hifas envolvem determinadas raízes,aumentando a capacidade de absorção de água e sais minerais da planta.A planta, por sua vez, fornece matéria orgânica ao fungo.Micorrizas: associação de fungos com raízes de plantas.DOENÇAS CAUSADAS POR FUNGOSSão, de maneira geral, denominadas micoses e na grande maioriasão parasitas externos ou ectoparasitas. Atacam a pele, as unhas, o couro cabeludo e, em alguns casos,podem invadir órgãos internos.Entre as micoses mais comuns temos as frieiras, micoses de praia, osapinho bucal. Parasitando órgãos internos, a mais comum é a micosepulmonar ou blastomicose pulmonar, geralmente adquirida por pessoascom hábito de levar à boca ramos de vegetais.As medidas profiláticas consistem em manter as superfícies sempresecas, evitar lugares suspeitos de contaminação. Não utilizar pentes, te-souras, alicates de unha e de cutículas sem ser esterilizados. Não mascarramos de vegetação, principalmente capim. t e s t e s1 – (OSEC-SP)O sapinho e a frieira são processos patológicos que afetam ocorpo humano em função da atividade de microrganismos catalogados como:a) bactérias b) vírus c) fungosd) algase) protozoários2 – (Facimpa-MG) unidade estrutural dos fungos é: Aa) micélio b) plectênquima c) hifa d) perídeoe) conídiocapítulo 10 125
  • 124. 3 – (FCC) Os processos abaixo enumerados ocorrem em vegetais, emborapossam não estar presentes em todos os grupos:I – produção de esporosII – material de reservas: amidoIII – fotossínteseOs fungos apresentam apenas:a) Ib) IIc) I e IId) I e IIIe) II e III4 – (MACK-SP)Algumas espécies do gênero Penicillium desempenham impor-tante papel na obtenção de antibióticos e também na fabricação de queijos. Naescala de classificação dos seres, o Penicillium é considerado:a) bactéria b) fungo c) protozoário d) vírus e) briófita questões1 – Associações de fungos com algas verdes e cianofíceas constituem os liquense têm um papel importante na formação dos solos. Os liquens crescem sobcondições que outros seres vivos normalmente não suportam, como rochas nuase regiões desérticas ou geladas. Instalando-se em locais difíceis para outros tiposde seres vivos, eles introduzem alterações microambientais e ajudam a desgastaras rochas e a produzir solo.a) No líquen, em que consiste a simbiose entre a alga e o fungo?b) A que se deve, em certos liquens, a capacidade de fixar o nitrogênio do ar?c) Como se explica a capacidade de adaptação dos liquens a condições adver- sas à vida?d) O que se entende por alteração microambiental?2 – (Unicamp-SP) Cite dois exemplos de fungos e discuta sua importância.3 – (PUC-MG)Complete as seguintes lacunas:a) Liquens são associações de (...) e (...)b) Nos liquens, as (...) produzem hidratos de carbono e os (...) absorvem água do substrato.c) As estruturas reprodutivas são denominadas (...)d) A associação presente nos liquens é um exemplo de (...)e) Os (...) são aclorofilados, não podendo realizar a (...)126capítulo 10
  • 125. c a p í t u l o 11REINO PLANTAE OU METAPHYTAOS VEGETAISTodos os vegetais são organismos eucariontes, multicelulares,autótrofos fotossintetizantes, com parede celular constituída de celulose;armazenam amido como substância de reserva.C RITÉRIOSPARA CLASSIFICAR OS VEGETAIS Desde o final do século XIX, a divisão de grupos no reino Vegetalleva em conta aspectos reprodutivos. Os dois grandes grupos são ascriptógamas e fanerógamas.Criptógamas: plantas sem sementes.• Briófitas – Plantas de peque-no porte, desprovidas de vasos con- filídiodutores (avasculares); o transporteocorre normalmente por osmose,célula a célula. Apresentam estru-turas denominadas filóides, can-lóides e rizóides, que se asse-melham a folhas, caules e raízesverdadeiros. Viçam em ambientessombrios e úmidos, e algumas es-pécies em água doce.canlóide rizóideOs musgos são os principaisMusgorepresentantes das briófitas. (Eurynchium striatum) capítulo 11127
  • 126. • Pteridófitas – São as primeiras aapresentar um sistema de vasos con-dutores. São plantas vasculares. Do-tadas de um transporte de substânciasmais eficiente, adquiriram um portemaior do que as briófitas.Apresentam raízes, caule e folhas,e as principais representantes são assamambaias e as avencas.Fanerógamas: plantas com sementes. Samambaias • Gimnospermas – as sementes não se encontram no interior dosfrutos. São representadas pelos pinheiros e ciprestes.(Fig. 11.1) • Angiospermas – as sementes se encontram protegidas no interior dofruto. Exemplo: laranjeiras, abacateiros e muitos outros. (Fig 11.2) KINO FOTOARQUIVO Fig.11.1. Pinheiro-do-ParanáFig. 11.2. Os frutos são estruturas próprias das angiospermas.OSG R U P O S V E G E TA I S – ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃOBotânica é o ramo da biologia que estuda os vegetais. Vamos estu-dar mais profundamente os grupos vegetais mencionados.B R I Ó F I TA SAs briófitas são representadas pelos musgos, hepáticas e antóceros.São vegetais de pequeno porte, criptógamas (sem sementes), avasculares(sem vasos condutores), dependem da água para reprodução; vivem emlocais úmidos e sombrios como o interior de florestas tropicais. Algumaspoucas espécies vivem em água doce.128 capítulo 11
  • 127. Possuem clorofila a e b e carotenóides. A parede celular é constituída decelulose, como nos demais vegetais, e armazenam amido como substânciade reserva.A reprodução das briófitas ocorre por metagênese ou alternância degerações.P T E R I D Ó F I TA SAs pteridófitas têm nas samambaias e avencas os seus principaisrepresentantes. São vegetais mais bem adaptados à vida terrestre queas briófitas, mas dependem da água para reprodução, o que limita seuespaço a ambientes úmidos e sombrios. Algumas espécies vivem emambientes de água doce; outras são epífitas (usam outra planta comosuporte, sem parasitá-la).São criptógamas (não possuem sementes) vasculares, isto é,apresentam vasos condutores de substâncias inorgânicas (água e saisminerais) e substâncias orgânicas (açúcares). O aprimoramento notransporte de substâncias permite melhor desenvolvimento do porteda planta, chegando a alcançar alguns metros de altura, como osamambaiaçu (de onde se extrai o xaxim) e contribui para a adaptaçãoao ambiente terrestre. ReproduçãoAlgumas espécies se reproduzem assexuadamente por fragmen-tação (pedaços do caule). Mas o principal tipo de reprodução é sexuadapor metagênese ou alternância de gerações. Na face inferior das folhas férteis localizam-se estruturas denominadasreceptáculos, onde se localizam os esporângios (ao agrupamento de vá-rios esporângios, dá-se o nome de soro). Os esporângios são pequenasbolsas no interior das quais são encontradas as células-mães de esporos(2N) e que por meiose produziram esporos (N).O esporângio possui na epiderme um espaçamento formado poruma camada de células que o envolve, deixando um pedaço deepiderme sem proteção.O esporângio perde água, torna-se ressecado; a região, semproteção, rompe-se, e os esporos são liberados. Caindo em ambientefavorável, germinam, originando o protalo. O protalo é hermafrodita ou capítulo 11129
  • 128. monóico, ou seja, possui anterídios e arquegônios, nos quais se formamos gametas. A abertura do anterídio ocorre pela presença de água queprovém de respingos da chuva ou de orvalho.Com a presença da água, os anterozóides são liberados. Atingin-do o arquegônio, nadam até a oosfera, fecundando-a e formando ozigoto (2N) que, ao se desenvolver, origina o esporófito. Na face inicialde desenvolvimento, o esporófito alimenta-se do gametófito, depoispassa a ter vida independente, e o gametófito regride e desaparece.CICLO REPRODUTIVODA SAMAMBAIAGIMNOSPERMASAs gimnospermas têm nos pinheiros ciprestes e sequóias seus prin-cipais representantes. São plantas bem adaptadas ao ambiente ter-restre e às regiões temperadas da Terra.São vasculares, dotadas de raiz, caule, folhas, flores e sementes. Naescala evolutiva do reino, são os primeiros vegetais a apresentar florese sementes denominados de fanerógamas ou espermáfitas. Por nãoapresentarem frutos, suas sementes aparecem nuas, ou seja, semproteção externa.130 capítulo 11
  • 129. As flores das gimnospermas são as pinhas ou cones, que se reúnemem inflorescências denominadas estróbilos.As gimnospermas apresentam espécies monóicas – por exemplo, opinheiro-europeu, com flores masculinas e femininas – e espécies dióicas– por exemplo, o pinheiro-do-paraná, com plantas que produzem floresfemininas e plantas que produzem flores masculinas.Devido à grande diversidade, as gimnospermas foram divididas emquatro classes: • Coníferas – são pinheiros, ciprestes, sequóias, abetos, cedros eoutros; árvores de grande porte, tronco espesso, muitos galhos, com fo-lhas longas e finas, ou curtas em forma de escamas. Algumas espéciespossuem ciclo de vida muito longo. Exemplos: as sequóias chegam a ul-trapassar 100 metros de altura e vivem cerca de quatro mil anos; pinheirosda Califórnia, cerca de 4 600 anos. A principal espécie brasileira é opinheiro-do-paraná (Araucária angustifolia).• Cicadófitas – são encontradasem regiões tropicais da Terra. Gim-nosperma primitiva que depende daágua para a fecundação, ao contráriodas demais gimnospermas, que in-dependem da água para reprodução.O gênero Cycas é a espécie maisconhecida: lembra uma palmeira e émuito utilizada para ornamentar jar- escamadins. foliar • Gincófitas – A única es-folhabilobadapécie vivente pertence à classeGinkgo biloba, daí serem con-sideradas “fósseis vivos”. Suasfolhas são delgadas, em formade leque.• Gnetófitas – essa classeinclui gêneros que mostram caulegrandes diferenças entre si. GinkgoDestacam-se três gêneros:capítulo 11 131
  • 130. – Welwitschia mirabilis: encon-tradas em regiões áridas comodesertos. – Gnetum: que se compõemde trepadeiras.– Ephedra: de onde se extraia efedrina, um alcalóide, usado Welwitschia mirabilisno tratamento de asma e outrasdoenças.Reprodução das gimnospermasReprodução por metagênese ou alternância de gerações. A fase du-radoura e mais desenvolvida é o esporófito diplóide (2N). Um pinheiroadulto é o esporófito. O gametófito haplóide (N) é pouco desenvolvido enutre-se do esporófito.Na época da reprodução, formam-se no esporófito (planta adulta)estruturas denominadas estróbilos ou cones, que são unissexuadas.Os cones (pinhas) masculinos são pequenos e constituídos pelaunião de microsporófilos, que se agrupam em espiral ao redor de umeixo central.Polinização e fecundaçãoQuando os microsporângios se abrem, libertam os grãos de pólen,que, por serem alados, são carregados pelo vento (anemofilia) até oscones femininos, onde penetram pela micrópila (orifício do óvulo). Osgrãos de pólen germinam e emitem o tubo polínico estrutura que cresceem direção ao óvulo. No interior do tubo polínico, por mitose, o núcleo reprodutivo originadois espermáticos, que são os gametas masculinos. Por isso, o tubopolínico, local onde se formam os gametas masculinos, é chamado degametófito masculino. Um dos núcleos espermáticos fecunda a oosfera,e o outro degenera.O zigoto formado passa por sucessivas mitoses, originando o embrião(2N). O embrião se desenvolve no interior do gametófito femi-nino,alimentando-se dele. Ao mesmo tempo, o tegumento do megas-porângio torna-se rígido e formará a casca ou tegumento da semente.132capítulo 11
  • 131. A semente (pinhão), até não amadurecer, fica presa ao megastróbilo(pinha ou cones). Assim que amadurece, desprende-se do estróbilo (coneou pinha). Caindo em local adequado, germina, originando uma nova planta.produção de grãos de pólen tubo polínico(gametófito)produçãode óvulos conesesporófito (2n) núcleo sacoespermático nembrionário (gameta) (gametófito )oosfera(gameta ) cones esporófito (2n) fecundação sementezigoto (2n)Ciclo reprodutivo do pinheiro-do-paraná. Observe no esquema que a planta normalmen-te conhecida, complexa e duradoura é o esporófito. Já o gametófito, representado pelotubo polínico ( ) ou pelo saco embrionário ( ), é pouco complexo e passageiro, alémde ser heterótrofo e depender do esporófito para o seu desenvolvimento. A formação do tubo polínico permite à grande maioria das gimnospermasa liberação da água para reprodução, pois o grão de pólen não necessita deágua para chegar até a oosfera. E a semente, cuja função é proteger e nutriro embrião, constitui um grande avanço para adaptação à vida terrestre. Importância das gimnospermasA madeira das árvores é de grande importância nas industrias depapel, móveis, construções de casas etc.Algumas espécies servem de ornamento, como por exemplo os ci-prestes, as tuias e a própria flor (pinha).O pinhão serve de alimento, pois possui uma grande reserva de subs-tâncias nutritivas – o endosperma, onde se localiza o embrião, que delese alimenta quando ocorre a germinação.capítulo 11133
  • 132. ANGIOSPERMASGrupo de vegetais representados pelas plantas frutíferas, é o grupode maior dispersão e mais abundante na face da TerraSão plantas vasculares, fanerógamas, e a semente encontra-seprotegida dentro do fruto. Adaptadas aos mais diversos ambientes, en-contram-se em regiões tropicais, temperadas, frias e desertos. O corpo das angiospermas são dotados de raízes, caules, folhas,flores, sementes e frutos. Independem de água para reprodução.Reproduzem-se por metagênese ou alternância de gerações, sendoo esporófito (2N) a fase mais desenvolvida e duradoura. O gametófito (N)é extremamente reduzido, com a vida transitória e dependente doesporófito. O gametófito representa uma pequena etapa no processo dareprodução (formação da semente). São plantas de fundamental importância para o homem, tantoeconomicamente – quando utilizadas nos mais diversos setores industriais,tais como: bebidas, têxteis, madeiras, farmacológicas, ornamentais eoutras – como na manutenção da vida e equilíbrio dos ecossistemas, comoprodutores das cadeias alimentares. A flor, assim como nas gimnospermas, é o órgão responsável pelareprodução sexuada das angiospermas.Uma flor completa apresenta as seguintes partes:- pedúnculo: haste que prende a flor ao caule.- receptáculo floral: parte dilatada do pedúnculo, onde se inseremos verticilos florais.- verticilo: conjunto de folhas modificadas, relacionadas à proteçãode outros órgãos. Os verticilos florais são:• cálice: conjunto de folhas modificadas, geralmente verdes, denomi-nadas sépalas.• corola: formada por um conjunto de pétalas, geralmente coloridas,auxilia indiretamente na reprodução, atraindo os agentes polinizadores.Dá-se o nome de perianto ao conjunto de cálice e corola.• androceu: parte masculina da flor, constituída por folhas modificadas,denominadas estames. O estame é formado de três partes:134capítulo 11
  • 133. - antera: porção dilatada, localizada na parte superior do estame,corresponde ao microsporângio, onde se originam os grãos de pólen.- filete: haste que prende a antera ao receptáculo floral.- conectivo: tecido que une as duas parte da antera.• gineceu: é a parte feminina da flor. Constituída por folhas modifica-das denominadas pistilos ou carpelos. Corresponde ao megasporófilo.O pistilo ou carpelos sãoconstituídos por três partes:- estigma: porção terminale dilatada do carpelo. A-presenta a superfície vis-cosa com a finalidade dereceber o grão de pólen.- estilete: haste de comu-nicação entre o estigma eo ovário.- ovário: base dilatada docarpelo. Em seu interior ocorre a formação de óvulos.A grande maioria das flores das angiospermas é hermafrodita(apresenta androceu e gineceu), facilitando a autofecundação. Mas aautofecundação apresenta desvantagem para as espécies, impedindo avariabilidade de caracteres. Para impedir a autofecundação, as florespossuem adaptações que impedem o processo e facilitam a fecundaçãocruzada (entre flores diferentes), tais como:- hercogamia: ocorrência de uma barreira entre a antera e o estigma(alturas diferentes, por exemplo). - protandria: androceu amadurece antes do gineceu. - protoginia: gineceu amadurece antes do androceu. Assim como nos angiospermas, o grão de pólen armazena no seuinterior um núcleo vegetativo e um núcleo reprodutivo (ambos haplóides).O óvulo é o megasporângio – apresenta em seu interior a célula-mãe domegásporo (2N). Esta sofre meiose e origina quatro células: três dege-neram e apenas uma torna-se funcional. A célula funcional cresce e seunúcleo haplóide sofre três mitoses sucessivas, originando oito núcleoshaplóides.capítulo 11 135
  • 134. Três delas localizam-se próximo a uma abertura do óvulo denomina-da micrópila. Uma fica no centro e é a oosfera (gameta feminino); as ou-tras duas posicionam-se uma de cada lado da oosfera e recebem o nomede sinérgides. No lado oposto à micrópila do óvulo ficam três outras,denominadas antípodas. E, na região central do óvulo, ficam as duasrestantes, denominadas núcleos polares. A parte interna do óvulo, quearmazena os oito núcleos haplóides, recebe o nome de saco embrionário,constituindo o gametófito feminino das angiospermas. Polinização e fecundaçãoPolinização: consiste no transporte do grão de pólen da antera doandroceu ao estigma do gineceu.A polinização célula geratriz (divide-se formandonúcleo do tubo polínico dois gametas masculinos)pode ser natural ouartificial.grão de pólen poroA polinização sobre o estigmaentre flores diferen- tubopolínicotes pode ocorrer superfíciepor vários agentesdo estigmapolinizadores, tais gameta masculinonúcleo docomo: tubo polínico O grão de pólen germina- vento : ane-mofilia- insetos: entomofiliagrão de pólen- pássaros: ornitofiliaestigmaestilete- água: hidrofilia tubo polínico- morcego: quiropterofilianúcleo polar- homem: (antropofilia), célula antípodaque é a polinização arti-ficialNormalmente a polini- ovário óvulozação ocorre pelo ventoquando as flores não apre- micrópilasentam atrativos, tais como: saco embrionáriogameta masculinovariações de cores, pétalasoosferagrandes, glândulas que pro-receptáculoduzem néctar e glândulasOs gametas masculinosque exalam aromas. Exem-136capítulo 11
  • 135. plos: as flores das angiospermas (pinha ou cone). Chegando ao estigma, ogrão de pólen germina, originando o tubo polínico. Este cresce ao longo do estilete até alcançar a micropila do óvulo.Próximo ao óvulo, o núcleo reprodutivo divide-se, originando dois núcleosespermáticos, e o núcleo vegetativo degenera. O tubo polínico que transporta os núcleos espermáticos (gametas mas-culinos) é o gametófito masculino.BionotíciasDesflorestamento A destruição das florestas,especialmente da Amazônia, éassustadora, e a maior causa des-se desflorestamento está no cor-te indiscriminado e ilegal damadeira, seguido da obtenção deáreas para lavoura e pastagens.O Inpe (Instituto Nacional dePesquisas Espaciais) revelouque, entre agosto de 1997 eagosto de 1998, as empresas madeireiras devastaram cerca de 1,5 milhão dealqueires da floresta amazônica. Isso acontece porque a fiscalização na área éprecária, facilitando a instalação de madeireiras estrangeiras, principalmente daIndonésia, Malásia, China e Japão. A Amazônia também aumentou sua contribuição na produção de toda amadeira utilizada no Brasil; no entanto, a maior parte dessa exploração é ilegal.De acordo o Greenpeace, mesmo a extração considerada legal é altamentedestrutiva, e o uso de tecnologia obsoleta resulta em enorme perda de matéria-prima durante o processo produtivo. Organizações não-governamentais de meioambiente defendem também implementação de novas áreas para proteção dafloresta, uma vez que as áreas protegidas existentes equivalem a apenas 3,5% daAmazônia. Até hoje, aproximadamente 2/3 da Amazônia permanecem comofloresta virgem e ainda podem ser preservados. capítulo 11137
  • 136. nucelocélula antípoda (camada envolvendoo saco embrionário)tegumento (camada externa do óvulo) o segundo gameta masculinofunde-se com os núcleos polares o primeiro gametapara formar o endospermamasculino encontra aoosfera para formar o embrião sinérgide(desaparece apósa fertilização)o tubo polínico encontra a oosferaFertilização Ao atingir o óvulo, um dos núcleos espermáticos fecunda a oosfera, for-mando o zigoto (2N). O outro núcleo espermático funde-se aos dois núcleospolares do óvulo, originando um núcleo triplóide (3N). Este núcleo triplóide se dividirá intensamente, dando origem a umtecido triplóide, denominado endosperma ou albume. Normalmente oendosperma nutre o embrião no início de seu desenvolvimento. As célu-las sinérgides e as antípodas degeneram após a fecundação. O zigotosofre mitoses sucessivas, formando o embrião. estilete eestigmas passados testaendosperma (cobertura da semente) (reserva de alimento) cotilédone (folha da semente) pericarpo (parede doplúmula ovário madura) (gema do embrião) radícula (raiz do embrião) embriãoDesenvolvimento do embriãoApós a fecundação o óvulo se desenvolve, originando a semente. Oovário também se desenvolve, originando o fruto.Em condições favoráveis o embrião se desenvolve, originando umanova planta.SEMENTESE FRUTOS Ocorrendo a fecundação, o óvulo origina a semente, e o ovário, o fruto.138 capítulo 11
  • 137. A semente é constituída de duas partes:- o tegumento: envoltório externo. Nasmeristema apical doangiospermas, o tegumento é formado plúmulascaulepor duas camadas: testa e tégmen. cotilédoneregião onde seprende o cotilédone- a amêndoa: divide-se em duas partes:meristemaembrião e endosperma. tegumento apical da raiz O zigoto (2N) origina o embrião. É apartir do embrião que se desenvolverá a radícula (que formará a raiz), a caulícula(que desenvolverá no caule), a gêmula (que formará a porção apical do caule).Os cotilédones são folhas modificadas com função de nutrir o embriãoem início de desenvolvimento. A presença de um ou dois cotilédones na se-mente classifica as anginospermas em monocotiledôneas e dicotiledôneas. Além de se diferenciar quanto ao número de cotilédones, as mono-cotiledoneas e as dicotiledôneas apresentam outras características que asdiferenciam, tais como:monocotiledôneasdicotiledôneas albúmen cotilédone (único)cotilédonecotilédone Semente: um cotilédonedois cotilédones Raízes: raízespivotante ou raiz axial fasciculadas ou em forma de cabeleiraFolhas: com nervuras com nervurasparalelasramificadas capítulo 11 139
  • 138. feixes vascularesfeixes vasculares dispostos em torno deespalhados pelo caule um cilindro centralCaule: em geral não ramificado,em geral ramificado, vasosvasos condutores espalhadosordenados na periferia do caulepelo caule irregularmente Flor: com três pétalas ou com quatro ou cinco pétalas múltiplo de três – são flores ou múltiplo de quatro ou cinco trímeras– são tetrâmeras ou pentâmeras Dispersão das sementes Muitos vegetais possuem adaptações que permitem disseminar ou dis-persar as sementes no meio ambiente. Essas adaptações evitam a compe-tição intra-específica (sementes da mesma espécies desenvolvendo-se emáreas próximas) e permitem às espécies conquistar novos ambientes epovoar outras regiões. Exemplos de dispersão Anemocoria: dispersão pelo vento; exemplo: semente da paineira. Hidrocoria: dispersão pela água; exemplo: coco-da-baía.Zoocoria: dispersão pelos animais. Quando o animal ingere as se-mentes e as defeca intatas (zoocoria endozóica). O carrapicho e o picãoapresentam expansões que se fixam no corpo de animais, que astransportam para outras regiões (zoocoria epizóica).FRUTOS Com a função de proteger as sementes e preparar o solo, facilitandoa germinação, os frutos podem ser verdadeiros – quando se formam apartir de ovário, como o abacate – ou falsos – quando se formam de ou-tras partes da planta (pedúnculo: caju; receptáculo: maçã; inflorescência:figo, abacaxi, framboesa.140 capítulo 11
  • 139. Bionotícias Tomate transgênico pode prevenir câncer Pesquisas revelam que tomates geneticamente modificados contêm três ve-zes a quantidade normal de vitamina A e podem ajudar no combate ao câncer edoenças do coração. A cada ano, morrem de 1 a 2 milhões de crianças entre um equatro anos de idade, mas esse número pode diminuir se for realizado um esque-ma "melhor que pílulas". O aumento da dose de beta-caroteno em alimentos é geralmente tido comomais eficiente do que o consumo da substância na forma de pílulas, pois outrosnutrientes do alimento podem catalisar os seus efeitos. As modificações genéti-cas nos tomates podem durar até quatro gerações, fazendo com que o acúmulo debeta-caroteno seja disponível a longo prazo. Além de combater o câncer e doen-ças do coração, a vitamina A também está relacionada à prevenção de degenera-ção muscular, que pode levar à cegueira. Os cientistas dizem que, se o benefício for comprovado, será bem-vindo,mas ressalvam que mudanças na constituição biológica e química podem levar àalteração de outros nutrientes do alimento que também são importantes para asaúde, e estão realizando testes para garantir que os tomates são seguros para oconsumo humano. Aí sim estarão prontos para o consumo.A BACATEM AÇÃ E CAJU F RAMBOESAfruto verdadeiropedúnculo com sementesrestos de fruto(carnoso)estame óvuloovário frutículo fruto (verdadeiro)restos de receptáculoestilete sementesementeCorte de dois pseudofrutos Fruto agregadosimples, caju e maçãQuanto ao tipo, podem ser carnosos (baga ou drupa) – como opêssego, tipo de drupa, e a laranja, tipo de baga, pois apresenta gomos –ou secos, como a noz. O fruto carnoso apresenta epicarpo, mesocarpo eendocarpo; o mesocarpo é a parte comestível. capítulo 11 141
  • 140. FIGOP Ê S S E G O ( D R U PA ) pseudofruto múltiplo Pêssego: neste fruto, o epicarpo forma a casca,o mesocarpo é a parte comestível e o endocarpo, muito duro, envolve a semente e forma o caroço LARANJA (BAGA)NOZ (FRUTO SECO)Vista externat e s t e s1 – (UFES) No ciclo de vida das briófitas podem ser consideradas as seguintesetapas:I – Produção de esporos III – Formação de um vegetal haplóideII – Produção de gametasIV – Formação de um vegetal diplóideA seqüência correta em que ocorrem essas etapas é:a)I – III – II – IV c) II – III – IV – Ie) III – I – IV – IIb) I – IV – II – IIId) II – I – III – IV2 – (Vunesp-SP)A uma pessoa que comprasse um vaso de samambaia numafloricultura e pretendesse devolvê-lo por ter verificado a presença de pequenas es-truturas escuras, dispostas regularmente na face inferior das folhas, você diria que:a)A planta, com certeza, estava sendo parasitada por um fungo.b) A planta necessita de adubação, por mostrar sinais de deficiências nutricionais.142capítulo 11
  • 141. c) A planta tinha sido atacada por insetos.d) As pequenas estruturas eram esporângios reunidos em soros, os quais apa- recem normalmente durante o ciclo da planta.e) A planta se encontrava com deficiências de umidade, mostrando manchas necróticas nas folhas.3 – (Mackenzie-SP)O desenho representa uma folha de samambaia.A estrutura indicada pela seta é chamada..............................,sendo formada por um conjunto de ......................... .Qual a alternativa que completa corretamente as lacunasacima?a) soro e esporângios d) esporangiófoto, esporosb) esporângio, soros e) soro, pólenc) antera, pólen questões1 – (Fuvest-SP)Com relação à conquista do meio terrestre, alguns autoresdizem que “as briófitas são os anfíbios do mundo vegetal”. Justifique essa analogia.2 – (Unicamp-SP) Mata Atlântica é um ambiente bastante úmido. NesseAambiente, é comum encontrar diversos tipos de plantas verdes, de pequeno por-te (alguns centímetros), crescendo sobre troncos e ramos de árvores, bem comorecobrindo certas áreas na superfície do solo. A reprodução destas plantas nãoocorre por meio de flores, mas no seu ciclo há gametas envolvidos. Que plantassão essas? Qual o fator de delimita o seu tamanho? Qual é a fase transitória doseu ciclo reprodutivo?3 – (Vunesp-SP)Um estrangeiro, em visita à região Sul do Brasil, teve suaatenção voltada para uma planta nativa, de porte arbóreo, com folhas pungentese perenes e flores reunidas em inflorescências denominadas estróbilos. Desta plantaobteve um saboroso alimento, preparado a partir do cozimento em água fervente.a) Qual o nome popular desta planta e a que grupo pertence?b) O alimento obtido corresponde a que parte da planta?4 – (PUC-SP)Ao discutir com colegas a origem do fruto, um estudante afirmou:“O tomate é um fruto verdadeiro, enquanto o caju é um pseudofruto”.Você concorda com essa afirmação? Justifique sua resposta. capítulo 11 143
  • 142. c a p í t u l o 12HISTOLOGIA, ANATOMIA EFISIOLOGIA VEGETALHISTOLOGIA Os vegetais, da mesma forma que os animais, são formados por cé-lulas, que na fase embrionária se diferenciam, tanto na estrutura como nofuncionamento, constituindo os tecidos. Os tecidos vegetais são divididosem dois grupos: os meristemas (ou tecidos embrionários) e tecidos per-manentes ou diferenciados.TECIDOSMERISTEMÁTICOS Os meristemas são tecidos responsáveis pelo crescimento edesenvolvimento da planta. Formam-se a partir de sucessivas divisõesmitóticas, desde o zigoto. Suas células são pequenas e não apresentamdiferenciações.Podem ser divididos em dois tipos:Meristema primário: responsável pelo crescimento longitudinal daplanta. Suas células originam-se a partir do embrião. São encontradosnas partes em que ocorre crescimento: região apical da raiz e do caule,gemas apicais e gemas laterais. À medida que as células do meristema primário se proliferam, dãoorigem à epiderme (função de revestimento), ao córtex (acumula reser-vas) e ao cilindro central (vasos condutores). Na raiz, além dessas trêsvariedades citadas, forma-se também o caliptogênio, que dará origemà coifa, estrutura rígida que protege a ponta da raiz. Meristema secundário: responsável pelo crescimento em espessu-ra, é dividido em dois tipos: o felogênio e o câmbio.144capítulo 12
  • 143. • felogênio: produz o súber ou cortiça (tecido morto com função deproteção) e o feloderma, tecido vivo com função de preenchimento.• câmbio: forma-se por desdiferenciação de células do cilindro cen-tral. Essas células se proliferam, dando origem aos vasos condutores deseiva: os lenhosos transportam seiva bruta ou inorgânica e situam-se nointerior do caule; e os vasos liberianos, condutores de seiva elaborada ouorgânica, situado mais externamente do que os vasos lenhosos. Corte longitudinal da gema apical (visão microscópica)TECIDOS PA R E N Q U I M ATO S O S Também conhecidos como de reserva e assimilação. • Parênquima clorofiliano: encontrado em grande quantidade nasfolhas e nos caules finos e verdes. Suas células são ricas em clorofila,capítulo 12 145
  • 144. portanto têm função fotossintetizante, produzindo alimentos. De acordo como formato e a função das células, o tecido parenquimatoso clorofilianosubdivide-se em: lacunoso e paliçádico. O lacunoso apresenta espaçosintercelulares, e o paliçádico possui células justapostas que, além de realizarfotossíntese, protege a célula contra o excesso de transpiração e de luz solar. • Parênquima de reserva: especializados em armazenar reservas desubstâncias, como água, ar e amido.TECIDOST E G U M E N TA R E STambém conhecidos como tecidos de proteção e revestimento. Têm porfunção proteger a planta e adaptá-la ao ambiente terrestre. O tecido tegumentarapresenta dois tipos básicos: a epiderme e o súber ou tecido suberoso.Epiderme: camada de células justapostas, revestindo todas as partes daplanta.Por exercer várias funções, apresenta adaptações como:– cutícula: camada de lipídeos, com função impermeabilizadora, evitandoa desidratação da planta.– acúleos: projeções pontiagudas e resistente, com função de proteção.São comuns em roseiras e facilmente confundidos com espinhos.– pêlos: quando presentes nas folhas, protegem contra a perda de água.Nas raízes, são encontrados os pêlos absorventes, com função de absorverdo solo água e sais minerais. – estômato: presente nas folhas, em caules jovens, e em algumas flores.Formado por duas células, com um orifício regulável entre elas, o qual controlaas trocas respiratórias e a saída de água na forma de vapor, possibilitando arespiração e a fotossíntese.– hidatódios: com características e funções semelhantes às dosestômatos. Localizam-se nas bordas das folhas, por onde são eliminados osexcessos de água e sais minerais. Esse fenômeno recebe o nome de sudaçãoou gutação.TECIDOSSECRETORESSecreções são substâncias produzidas pelos seres vivos, que podemser utilizadas pelos mesmos ou jogadas para o exterior.– pêlos glandulares: encontrados em folhas de urtiga (secretamsubstâncias urticantes). Plantas carnívoras secretam enzimas digestivas,que promovem a digestão de insetos.146capítulo 12
  • 145. – nectórios: bolsas secretoras, presentes nas folhas, onde é produzido onéctar e substâncias aromáticas.– canais laticíferos: são canais produtores de látex (substância leitosa,da qual se extrai a borracha), encontrado em plantas como as seringueiras.TECIDOSDE S U S T E N TA Ç Ã OFuncionam como suporte, sustentando e dando apoio ao corpo daplanta. Os tecidos de sustentação apresentam-se de dois tipos: ocolênquima e o esclerênquima.– colênquima: formado por células vivas com aspecto de fibras quese multiplicam até a fase adulta. Mesmo com função de sustentar aplanta, não apresenta grande rigidez, o que possibilita certaflexibilidade do caule.– esclerênquima: formado por células mortas lignizadas, que dãogrande rigidez ao caule.TECIDOSCONDUTORESPresentes nas plantas vasculares ou traqueófitas (pterídofitas,gimnospermas e angiospermas). É o tecido que se encarrega de transportarpelo corpo do vegetal todas as substâncias necessárias à vida dos mesmos.Apresentam dois tipos: o lenho ou xilema, responsável por transportarágua e sais minerais, absorvidos do solo por pêlos absorventes presentes nasraízes, e transportar essas substâncias inorgânicas até as folhas, onde sãoutilizados no processo da fotossíntese; e o líber ou floema, através do qual aseiva elaborada ou orgânica é transportada para todas as partes da planta. capítulo 12147
  • 146. Principais características dos vasos lenhosos ou xilema: formados porcélulas mortas, impregnadas de lignina. O material que forma a célula, aose decompor, deixa canais através dos quais uma célula se comunicacom a outra, recebendo o nome de traquéias ou elementos dos vasos.Nas gimnospermas as células são alongadas, igualmente mortas, ocas elignizadas, que se comunicam por pontos denominados traqueídes, poronde a água escoa. Dependendo do local onde ocorre maior concentraçãode lignina, os vasos recebem denominações de: anelados, espiralados,pontuados etc.Principais características dos vasos liberianos ou floema: formadospor células vivas, que contêm aberturas em forma de canais. Esses canaissofrem interrupções de espaço em espaço, por uma fina membrana emposição transversal aos canais. Essa membrana apresenta perfuraçõesdenominadas crivos ou placa crivada. A seiva elaborada escoa pelos canais,atravessando as placas crivadas, e é distribuída por toda a planta. Essesvasos são sustentados pelas fibras esclerenquimatosas e eliminados pelascélulas do parênquima.148capítulo 12
  • 147. A NATOMIA E F ISIOLOGIAABSORÇÃOE T R A N S P O RT ER AIZCom função de absorver água e sais minerais, e promover a fixaçãoda planta, a raiz é um órgão geralmente aclorofilado e subterrâneo;externamente apresenta as seguintes regiões:Coifa: localizada na extremidade da raiz. Constituída por célulasmeristemáticas, que são renovadas constantemente, funciona como umcapuz protetor, evitando lesões por atrito com o solo.Região de distensão ou crescimento: seguindo a coifa, a região decrescimento é constituída por células meristemáticas que crescem poralongamento ou distensão, desprovida de qualquer tipo de ramificação,denominada também de zona lisa.Região pilífera: logo após a região de crescimento. Célulasepidérmicas dessa região apresentam expansões denominadas pêlos ab-sorventes, que permitem um aumento de superfície em contato com osolo, aumentando a capacidade de absorção. Região de ramificação: na seqüencia da região pilífera ou deabsorção, é a parte da raiz de onde saem as raízes secundárias queaumentam o poder de fixação do vegetal ao solo e a capacidade deabsorção.capítulo 12 149
  • 148. Colo: região de transição entre a raiz e o caule.TIPOS DE RAÍZESRaízes tuberosas: atuam como órgãos de reserva; exemplo: beterra-ba, cenoura, batata-doce, nabo e rabanete. (Fig. 12.8) Raízes suportes (raízes escoras): comum nos manguezais, partemdo caule, melhorando as condições de fixação nesse tipo de solo lodoso einstável. Por partirem do caule, as raízes suporte recebem o nome deadventícias; exemplo: milho. (Fig. 12.9) Raízes fasciculadas ou cabeleira: quando não existe raiz principal,todas as raízes são aproximadamente do mesmo tamanho e partem domesmo ponto. Comum nas monocotiledôneas. (Fig. 12.10)Raízes tabulares: são raízes secundárias e espessas, que ajudamna fixação e sustentação da planta. São encontradas em árvores degrande porte. (Fig. 12.11) Raízes aéreas: encontradas nas plantas epífitas, como as orquídeas.São raízes revestidas por uma estrutura denominada velame, que absorveumidade do ar. Em tempo seco, ficam repletas de ar, evitando a evapora-ção. Em algumas epífitas, desenvolvem-se estruturas denominadas ci-pós, que, ao se ramificar, enrolam-se no caule, comprimindo-o fortementeinterrompendo o transporte da seiva elaborada; então a planta morre. Sãochamadas cipós “mata-paus”. (Fig. 12.12) Raízes sugadoras ou haustórios: retira a seiva de outras plantas,podendo levá-las à morte.150 capítulo 12
  • 149. Raízes respiratórias ou pneumatóforos: são encontradas normal-mente em solos pobres em oxigênio e desenvolvem raízes adaptadas àrespiração. (Fig. 12.13) batata docemilho(Fig. 12.8) (Fig. 12.9)(Fig. 12.10)(Fig. 12.11) (Fig. 12.12) (Fig. 12.13)capítulo 12151
  • 150. MORFOLOGIA INTERNADARAIZ Estrutura primáriaForma-se a partir do meristema primário do embrião. Em um cortetransversal, observamos três regiões:Epiderme: formada por células vivas, sem superfície cutinizada, oque permite uma melhor absorção de água e sais minerais do solo. Nelaestão presentes os pêlos absorventes.Córtex: formado por parênquima cortical. A camada mais interna doparênquima denomina-se endoderme. A endoderme é formada por umacamada de células dispostas ao redor do cilindro central. Na endodermedas dicotiledôneas, o depósito de lignina e suberina formam as estrias deGaspary.Cilindro central: situado na parte mais interna da raiz, formado poruma camada de células denominada periciclo, responsável pela formaçãodas raízes secundárias. Dentro do periciclo encontram-se o xilema e ofloema. Entre o xilema e o floema há o câmbio, responsável pelocrescimento secundário da raiz.ESTRUTURASECUNDÁRIADA RAIZPresente somente nas plantas com crescimento secundário (em es-pessura). Exemplo: as angiospermas dicotiledôneas e gimnospermas.O crescimento em espessura da raiz ocorre graças ao aparecimento deum tecido secundário (câmbio). As células de câmbio passam por sucessi-vas divisões, separando camadas de células que formam xilema secundáriopara dentro da raiz, e camadas de células que formam floema secundário152capítulo 12
  • 151. para fora. A partirdo periciclo, surgeo meristema se-cundário denomi-nado felogênio. Ofelogênio, por su-cessivas divisões,origina para fora osúber e para den-tro células do pa-rênquima. Súber, felogênio e parênquima constituem a periderme vegetal,em substituição da epiderme.C AULEOrigina-se da gêmula. Com funções de sustentar folhas e órgãos de reprodução; promo-ver as interligações entre raízes e folhas, por meio dos vasos conduto-res por onde circulam em ambos os sentidos, as seivas bruta e ela-borada. Em algumas espécies fun-ciona como armazenador de subs-tâncias, como por exemplo na ba-tata-inglesa e, quando clorofilado,realiza fotossíntese.Morfologia externa do caule Externamente o caule apresen-ta: nó, entrenós e gemas (apical elaterais).Gema apical é responsável pelocrescimento em extensão, e asgemas laterais, pela formação deramos, folhas e flores.A diversidade de caules nos per-mite classificá-los em:AéreosColmo – apresenta nós e entre-nós bem visíveis; possui gemas pro-capítulo 12 153
  • 152. tegidas pela bainha das folhas. Pode ser cheio, como a cana-de-açúcar,ou vazio, como o bambu. Estipe: caule cilíndrico; não tem ramificações e só persiste folhas noápice, como os coqueiros. Tronco: resistente e lenhoso, apresenta ramificações características deplantas arbóreas; exemplo: ipê, abacate, sequóias, eucaliptos etc. Haste: fino e geralmente verde. Os caules rastejantes, em alguns casos, podem enraizar-se a partir dasgemas, formando novas ramas que recebem o nome de estolho ou estolão;exemplo: morangueiro. Nos cactos, as folhas que realizam fotossíntese e transpiração. atrofiam-se e transformam-se em espinho. O caule verde, passa a realizar fotossíntese.E a planta economiza água na transpiração. Aquáticos Caules aquáticos; são aqueles que vivempermanentemente na água; exemplo: vitória-régia. Alguns caules, apesar de serem aéreos,não conseguem se sustentar: agarram-se asuportes por meio de estruturas denominadasgavinhas; exemplo: uva, chuchu. Outros de-senvolvem-se rente ao chão; exemplo:aboboreira, morangueiros, melancia etc. Subterrâneos Sofrem grandes modificações, e pode-mos dividi-los em três tipos básicos: rizoma,tubérculos e bulbo. Rizoma: desenvolvem-se paralelamenteà superfície do solo. Dele podem brotar fo-lhas; exemplo: samambaias, bananeiras. Tubérculo: caules armazenadores desubstâncias nutritivas. É possível observar nostubérculos a presença de gemas vegetativas;exemplo: batata-inglesa, gengibre etc.Morfologia interna do cauleO crescimento do caule em extensão recebe o nome de crescimentoprimário e ocorre graças à atividade do meristema que forma a gema apical.154capítulo 12
  • 153. A gema apical vai se elevando à medida que novas células são produzi-das e sofrem alongamento na sua base. Estrutura primária do caule Externamente o caule jovem é revestido pela epiderme, e interna-mente por células do parênquima.Nas monocotiledôneas, entre as células do parênquima, aparecemdispostos desordenadamente os feixes de vasos condutores de seiva.Nestes, os feixes mistos libero-lenhosos estão opostos um ao outro. Ofloema voltado para fora e o xilema voltado para dentro. Normalmente os vasos são envolvidos pelo tecido de sustentação —esclerênquima. A periderme é formada pelo conjunto de feloderme,felogênio e súber. Estrutura secundária do caule das dicotiledônias O crescimento em espessura é decorrente do surgimento de novostecidos, tanto do cilindro central como da casca. Surgem entre o xilema e o floema, na altura do câmbio intrafascicular,células do parênquima medular, que sofre desdiferenciação, originando omeristema secundário, denominado câmbio intrafascicular. Este promovea formação de vasos lenhosos para dentro do caule e vasos liberianospara fora. Com o crescimento em diâmetro, a epiderme (casca) começa aromper-se em alguns locais. Surge na casca outro meristema secundário,o felogênio. Este produzirá o súber (cortiça) constituído por células mor-tas, que substituirá a epiderme, e células parenquimatosas para dentro.O caule, em sua estrutura, apresenta novo revestimento.Aspectos do caule que permitem calcular os anos de vida da plantacapítulo 12 155
  • 154. Cortando-se transversalmente o tronco de uma angiosperma, pode-mos observar zonas externas de tonalidade clara e zona interna de tona-lidade mais escura. São os anéis de crescimento. Cada anel correspondea um ano de vida. Quando na primavera existe um bom suprimento deágua, o câmbio produz xilema ou lenho primaveril, com vasos de paredefina e grande cavidade interna. Na época de pouca água (verão ou outo-no secos), o câmbio produz lenho estrial, de calibre estreito e paredesgrossas. No inverno cessam praticamente as atividades do câmbio. Olenho primaveril e o estival formam anéis anuais, e pelo número de anéispode-se calcular a idade da planta.FOLHAÓrgão vegetativo de aspecto la-minar, embriologicamente originam-seda gêmula, mas nascem também dasgemas apicais do caule, denominadasprimórdios foliares. É um órgão cloro-filado, especializado na produção dafotossíntese, pois a grande superfícierica em cloroplastos e exposta à luz,facilita a absorção de energia solar e degás carbônico. A parte externa de uma folha com-pleta apresenta as seguintes partes: limbo,pecíolo, bainha e estípulas. As folhas podem apresentar modi-ficaçõe, que lhes permitem executar ou-tras funções.As brácteas são folhas modificadas Esquema de umaque protegem a flor; geralmente coloridas,folha completaservem de atrativo a animais polinizadores;exemplo: copo-de-leite, antúrios. Os espinhos do cacto possuem função de defesa e evitam o excessode transpiração.As gavinhas foliares da ervilha têm função de suporte. Os catáfilos protegem o broto vegetal, podendo acumular substânciasnutritivas; exemplo: alho e cebola.156capítulo 12
  • 155. Plantas carnívoras possuem folhas especializados em digerir pequenosanimais (insetos). Morfologia da folha A epiderme superior do limbo apresenta uma cutícula protetora (teci-do epidérmico ou cutinoso). A epiderme inferior é rica em estômatos, e acutina protetora é bem mais fraca. Entre as epidermes superior e inferioraparece um tecido clorofiliano de células do parênquima paliçádico. Emseguida, outro tecido clorofiliano de células irregulares, com espaçosintercelulares (parênquima lacunoso). Os tecidos clorofilianos (parênquimapaliçádico e parênquima lacunoso) recebem o nome de mesófilo.epiderme cutículaparênquimaclorofilianosuperiorpaliçádico nervura parênquima clorofiliano epiderme lacunoso floemanervuraxilemabainha ostíolo epiderme estômato inferior ostíoloMorfologiaostíoloda folhaabertoostíolofechadoNa face inferior do limbo, existem nervuras salientes, onde estão osvasos lenhosos e liberianos.Nos espaços do parênquima lacunosos circulam os gases oxigênio egás carbônico, que se comunicam com os estômatos. Transporte de seiva bruta A planta retira água do solo, principalmente pela região pilífera daraiz. Essa absorção pode ser passiva (a mais comum) ou ativa, depen-dendo das condições de umidade do solo. A absorção passiva é um pro-cesso osmótico, e a ativa resulta da pressão da raiz. Ambos os processosde absorção estão relacionados com a taxa de transpiração. Nesse caso, capítulo 12157
  • 156. a absorção dos sais minerais ocorre normalmente por transporte ativo, àcusta de gasto de energia.A seiva bruta chega aos vasos lenhosos por meio de dois caminhos: a) através dos espaços intercelulares, a seiva bruta atinge as célulasda endoderme, e daí ao lenho. Esse trajeto é mais rápido, mas menoseficiente, pois não garante a seleção das substâncias. b) a seiva bruta atravessa os espaços intercelulares do córtex. Atra-vessando o córtex, atinge a endoderme; as estrias de Gaspary impedem apassagem da seiva bruta pelos espaços intercelulares. Obrigatoriamenteela passa pelas células da endoderme, que fazem uma seleção, em quan-tidade e qualidade. As substâncias selecionadas são encaminhadas para aregião mais central da raiz,onde estão os vasos lenho-sos. A entrada da seiva brutanos vasos lenhosos ocorrepor bombeamento das célu-las do parênquima, que ficampróximos a eles, com gasto deenergia. A entrada de águajunto com os sais gera umapressão positiva da raiz, queempurra a seiva para cima.A pressão da raiz não é suficiente para elevar a seiva bruta até o topodas árvores de porte maior. O principal fenômeno responsável pelotransporte da seiva bruta é a transpiração. As células das folhas perdemágua e se tornam hipertônicas; com isso, a água sai dos vasos lenhosose entra nas células hipertônicas por osmose. Esta é a teoria da tensão-coesão conhecida como teoria de Dixon.Transporte da seiva elaboradaA seiva elaborada é o produto final da fotossíntese, e seutransporte ocorre através dos vasos liberianos. A seiva elaborada éconstituída por água e moléculas de sacarose (dissacarídio formadopela união de uma molécula de glicose e uma de frutose). A seiva ébombeada às células do tubo crivado do floema (pequenas nervurasdas folhas) pelo parênquima clorofiliano. A presença da sacaroseaumenta a pressão osmótica das células dos vasos, o que faz a água158capítulo 12
  • 157. entrar por osmose. A entrada de água no floema aumenta a sua pres-são e passa a transportar a seiva. Ao longo do percurso, a seiva édistribuída para as células vizinhas através dos inúmeros poros queexistem nas paredes laterais dos tubos crivados que formam os vasosliberianos, de forma que todas as células da planta, das folhas e dasraízes sejam alimentadas. O botânico alemão Ernst Munch, na tentativa de explicar como a sei-va elaborada é conduzida, formulou a hipótese de Munch. Essa hipótesediz que os açúcares fabricados no processo da fotossíntese são encami-nhados das folhas até as raízes por causa do desequilíbrio osmótico entreas células produtoras e consumidoras de açúcar.A – Elementos dos vasos liberianos. Aspecto geral dos tubos crivados e células companheiras.B – Esquema mostrando a íntima relação entre os tubos crivados e as células companheiras.TRANSPIRAÇÃO E EQUILÍBRIOHÍDRICOTranspiração é a perda de água para o meio ambiente na forma devapor. Ocorre principalmente através de estômatos, células da epiderme.Os estômatos apresentam um mecanismo de abertura e fechamentodo ostíolo, que controla as trocas de gases e a saída do vapor de água; aabertura e o fechamento do ostíolo resultam das variações de turgênciadas células estomáticas. Com a turgência, as paredes das células seabaulam, abrindo o ostíolo; com a perda da turgência, a célula diminuiseu volume e o ostíolo se fecha. A turgência depende da quantidade de luz incidente na folha (a folhapode receber gás carbônico para fotossíntese ) e da disponibilidade de capítulo 12 159
  • 158. água no meio ambiente (com o solo seco e a umidade do ar baixa, osestômatos tendem a permanecer fechados, evitando a perda de água portranspiração).A entrada e a saída de ågua, que acarretam as mudanças de volume das celulas- guarda, determinam respectivamente a abertura (a) e o fechamento (b) do estômato.FOTOSSÍNTESE E RESPIRAÇÃOVimos que, para realizar a fotossíntese, a planta precisa de água, gáscarbônico e luz. A temperatura também influencia a fotossíntese. A quanti-dade desses fatores ambientais torna-se um fator limitante da fotossíntese.Vamos analisar a influência do gás carbônico, da luz e da temperatura. Gás carbônico – A velocidade da fotossíntese está diretamente relacio-nada à concentração de gás carbônico na atmosfera. Quando a disponibi-lidade de CO2 é baixa, a velocidade da fotossíntese diminui. À medida queaumenta o CO2, aumenta a taxa de fotossíntese até certo ponto. Quandoisso acontece, diz-se então que a planta se encontra saturada de CO2.Mesmo que aumente a concentração do gás, não afetará a velocidade doprocesso. Temperatura – Na fotossíntesse participam muitas enzimas, portantoa influência da temperatura é alta. Assim, a velocidade da fotossíntese émáxima, numa faixa térmica entre 30° C e 40° C. Em temperatura muitobaixa, as atividades enzimáticas diminuem, diminuindo também a taxa defotossíntese. Em temperaturas muito altas, acima de 40° C, pode ocorrerdesnaturação de enzimas anulando a fotossíntese. Luz – A luz é a fonte de energia utilizada no processo da fotossíntese,participando ativamente da conversão do CO2 em compostos orgânicos.Portanto, quando a disponibilidade de luz é pequena, a taxa da fotossíntesetambém é pequena. Aumentando a intensidade de luz, aumenta também avelocidade da fotossíntese, até a planta ficar saturada de luz.160capítulo 12
  • 159. Vimos que, durante a noite, não ocorre fotossíntese – a planta realizaapenas a respiração. A fotossíntese inicia-se com o amanhecer e vai au-mentando gradativamente, com o aumento da intensidade luminosa. Notranscorrer do dia, numa determinada luminosidade denominada ponto decompensação luminoso ou fótico, a intensidade da fotossíntese se iguala àda respiração. Isso significa que , nesse ponto, a planta consome a mesmaquantidade de oxigênio produzido na fotossíntese. Nessas condições,tudo o que é produzido na fotossíntese (glicose e oxigênio) é consu-mido na respiração e vice-versa. Para crescer e realizar suas fun-ções as plantas precisam realizar mais fotossíntese que respiração, porisso precisam receber intensidade luminosa acima do seu ponto de com-pensação fótico.Ponto B: corresponde ao ponto de compensação, ou seja, fotossíntese= respiração.Faixa AB: a planta encontra-se abaixo do ponto de compensação, isto é,fotossíntese < que respiraçãoA partir do ponto B: a planta encontra-se acima do ponto de compensação:fotossíntese > respiraçãoH ORMÔNIOS VEGETAIS Os hormônios vegetais, ou fitormônios, são mensageiros químicoscapazes de controlar o desenvolvimento, o crescimento, a diferenciaçãocelular, a floração, o amadurecimento dos frutos e outros fenômenos queocorrem com as plantas. Os principais fitormônios são: auxinas, giberelinas,citocininas, ácido abscísico e etileno.Auxinas Foram os primeiros fitormônios a serem identificados e isolados por vá-rios pesquisadores, por meio de várias experiências. Charles Darwin e seufilho Francis, em 1881, demonstraram que o coleoptile (haste verde quecapítulo 12161
  • 160. emerge da semente) de alpiste, quando iluminado lateralmente, curva-se emdireção à luz. Se o ápice do coleoptile for coberto não responde mais à luz. Em 1928, o bo-tânico alemão Fritz W.Went cortou o ápice devários coleoptiles deaveia, colocou suasbases sobre blocos deágar (gelatina obtidade algas). Depois dealgumas horas colo-cou os cubos de ágarem posições variadas sobre os coleoptiles decapitados. Notou que elesse curvavam para o lado oposto ao do contato com os cubos. Ao interpre-tar os resultados, concluiu que o ápice produz uma substância que sedifunde para as zonas mais baixas da planta, e também passou para oágar, pois o mesmo estimula o crescimento. Tal substância foi denominada “auxina” (do grego auxin = crescer). Aauxina posteriormente foi identificada como ácido indolacético (AIA). O AIA é produzido nas zonas meristemáticas da planta: no coleoptile,nos meristemas apicais de caules e raízes, nos embriões das sementes enas folhas jovens. Desloca-se do ápice do caule até a ponta das raízes. As ações do AIA Formação dos frutos: após a fecundação, as sementes em desenvol-vimento produzem auxinas, que determinam o crescimento do ovário.Quando aplicados a flores antes da fecundação, os ovários crescem eoriginam frutos sem sementes, denominados partenocárpicos. Dependendo da concentração de AIA, tanto pode inibir como estimu-lar o crescimento de raízes, caules e gemas. Outro fenômeno relacionado à diferença de sensibilidade das diver-sas regiões das plantas do AIA é a dominância apical. A gema apical produzAIA, que passa a inibir as gemas laterais mais distantes. Se a gema apicalfoi removida, a concentração de auxinas cai, e as gemas lateraisdesenvolvem-se. Giberelinas Outro grupo de fitormônios. Esta denominação deve-se ao fato deelas serem encontradas no fungo Gibberella fungikuorai, que ataca e pro-162capítulo 12
  • 161. voca doença no arroz. Por abranger inúmeras substâncias, são generica-mente denominadas de ácidos giberélicos.Suas principais ações na planta:- estimular a distensão celular; promover o desenvolvimento do fruto,inclusive a paternocarpia; estimular a floração em muitas plantas; que-brar a dormência de gemas e da semente. Citocininas Fitormônios que estimulam a divisão celular. O principal local de produção desses hormônios é a gema apical daraiz, e o transporte, como nos demais hormônios, é feito pelo xilema.As citocininas são também conhecidos como hormônios anti-enve-lhecimento de folhas, permitindo que elas fiquem verdes por muito tempo.Atuam em menor proporção na floração, na quebra da dormência de se-mente e no crescimento do fruto. Ácido abscísico Fitormônio cuja principal ação é inibir os efeitos de outros hormônios,principalmente das auxinas e giberelinas. Acumulando-se em grandequantidade na base do ovário, provoca o envelhecimento e a quebra defolhas, flores e frutos e a dormência de algumas sementes. Etileno Fitormônio gasoso, produzido pelas plantas e também liberado pormeio da queima de diversos produtos, como serragem e derivados depetróleo (gasolina, querosene etc.). O etileno acelera o amadurecimento dos frutos, e a queda (abscisão)das folhas. Frutos maduros ou podres liberam grande quantidade deetileno. É utilizado em estufas para amadurecer as frutas ali colocadas.Quando embrulhamos bananas em jornal, o papel retém o etileno liberadopelas bananas, o que acelera o seu amadurecimento.C R E S C I M E N TO E M OV I M E N TO DA S P L A N TA STropismos são movimentos orientados, não acompanhados por des-locamento. São classificados de acordo com a natureza do estímulo em:a) Fototropismo: movimentos orientados pela luz.- fototropismo positivo - os caules crescem e se inclinam no sentido da luz;- fotopropismo negativo - a raiz cresce se afastando da luz. capítulo 12 163
  • 162. O fototropismo positivo ou negativo é decorrência da distribuição desi-gual de auxinas. Quando ilumina o caule unilateralmente, na face iluminadaocorre destruição das auxinas pela luz, o que inibe o seu crescimento.Com isso o lado não iluminado, com maior concentração de auxinas, crescemais, determinando a curvatura em direção à luz.b) Geotropismo: tropismo estimulado pela ação da gravidade.- geotropismo positivo - as raízes crescem em direção ao centro da Terra.- geotropismo negativo - o caule cresce em sentido oposto ao da raiz.A tendência ao crescimento vertical, tanto do caule como da raiz, deve-se àdistribuição desigual de auxinas pelo corpo da planta: a face inferior temmaior concentração de hormônio que a superior, e ela apresenta cresci-mento desigual. Como o caule e a raiz possuem sensibilidades diferentesem relação ao hormônio, o caule curva-se para cima, e a raiz para baixo.Tigmotropismo: tropismo provocado pelo contato do caule em um suportequalquer. Exemplo: as gavinhas de plantas como o chuchu, a videira, omaracujazeiro, em contato com um suporte, enrolam-se a ele.Admite-se que a face em contato com o suporte cresça menos que aaposta, provocando crescimento desigual.F OTOPERIODISMO As plantas são sensíveis às variações do comprimento do dia e danoite, o que influi no seu desenvolvimento e floração. O fitocromo, pigmentoencontrado em vários órgãos das plantas, é ativado pela luz e envolvefenômenos que ocorrem com a maioria das plantas, tais como: floração,queda das folhas, entre outros.De acordo com o fotoperiodismo, as plantas são classificadas em:Plantas de dias longos (PDL): florescem normalmente no verão. Sãoas que necessitam de um período igual ou superior a 12 horas de luz paraflorir. São exemplos: o espinafre, a alface, o trigo, a quaresmeira etc.Plantas de dias curtos (PDC): florescem normalmente no inverno.São plantas que florescem quando expostas a período de luz inferiorao valor crítico, que pode variar de acordo com a espécie. Por exemplo:se o período crítico de uma PDC for de 11 horas, isto significa que ela sóirá florir em dias com 11 horas ou menos de 11 horas de luz; exemplos: omorango, a azaléia, os crisântemos, a dália etc.Plantas neutras (PN): são plantas que florescem independente dashoras de luz que o dia possua; exemplo: tomate, feijão, milho etc.164capítulo 12
  • 163. testes1 – (UF Uberlândia - MG) relação aos tipos de raízes abaixo esquematizadas, Empodemos afirmar que:I II III IV1 – a raiz é usada para aumentar a área de apoio da planta2 – a planta de raiz II pode ser milho, arroz ou trigo3 – a raiz III é denominada raiz sugadora4 – a planta de raiz IV vive em região pouco arejadaa) Se somente forem corretas as afirmativas 1, 2 e 3.b) Se somente forem corretas as afirmativas 1 e 3.c) Se somente forem corretas as afirmativas 1, 2 e 4.d) Se somente for correta a afirmativa 4.e) Se todas as afirmativas forem corretas.2 – (Cesgranrio-RJ)O esquema ao ladorepresenta, em duas situações diferentes, umaestrutura que promove a entrada de ar no interiorda planta.Assinale a alternativa que indica, respectivamente,o nome da célula destacada pelo asterisco e umlocal onde tal estrutura pode ser encontrada em abundância na planta:a) lenticela/folhasd) célula oclusiva/esclerênquimab) pneumatófoto/caules jovense) célula-guarda/folhasc) célula estomática/esclerênquima3 – (PUC-SP)Uma célula epidérmica de raiz normalmente absorve do soloquando:a) sua solução interna é mais concentrada que a do solob) a solução do solo é mais concentrada que sua solução interna capítulo 12 165
  • 164. c) sua solução interna está em isotonia com a solução do solod) está flácida e, portanto, em condições de apresentar plasmólisee) está túrgida e, portanto, em condições de apresentar deplasmólisequestões1 – (UFRJ)O gráfico ao lado mostrao grau de abertura dos estômatos dasfolhas de uma planta ao longo do dia.Com base no gráfico, podemos dizerque a intensidade da fotossíntese émaior na hora mais iluminada do dia?Justifique sua resposta.2 – (FCC-SP) Medindo-se as velo-cidades de crescimento – em função daconcentração de auxinas – de um caulee de uma raiz que mostram, respectiva-mente, fototropismo positivo e negativo,construiu-se o gráfico ao lado:O que os dados fornecidos pelo gráficopermitem concluir sobre a atuação dasauxinas no crescimento da raiz e docaule?3 – (Vunesp-SP) remoção de um anel completo de casca de uma árvore (anel Ade Malpighi) pode provocar sua morte.a) Que tecido é removido dessa experiência?b) Qual a função desse tecido?4 – (Fuvest-SP)Como se explica a condução da seiva bruta?166 capítulo 12
  • 165. c a p í t u l o13 REINO ANIMALIA OU METAZOA– OS ANIMAISZoologia (zoo = animal, logos = estudo) é o ramo da Biologia queestuda todos os seres vivos pertencentes ao Reino Animalia ou Metazoa,suas características em comum, suas diversidades, seus modos de vida. São eucariontes, pluricelulares, heterotróficos e possuem tecidoscorporais bem definidos. Os filos mais expressivos em número de espéciessão:poríferos: esponjascnidários: hidras, medusas, corais, anêmonas-do-marplatelmintos: planária, tênias, esquistossomosnematelmintos: lombrigas, oxiúrosanelídeos: minhocas, sanguessugasartrópodes: insetos, camarões, aranhasmoluscos: caramujos, ostras, lesmas, polvos, mexilhõesequinodermos: estrela-do-mar, ouriços-do-marcordados: anfioxo, tubarão, sapo, aves, homemA seguir vamos estudar cada um desses filos.P ORÍFEROSConhecidos como esponjas, são encontrados em todos os mares,mais raramente na água doce.capítulo 13 167
  • 166. Há esponjas alaranjadas, vermelhas, pardas, azuis...Algumas formam placas delicadas, outras têm forma de cálice, de ga-lhos etc. O tamanho varia entre 1 mm a 2 m.Os poríferos, embora dotados de tecidos, não apresentam órgãos bemdefinidos e por isso são destituídos de sistemas. São organismos imóveiscapazes de movimentar a água ao seu redor.Apresentam uma parede corpórea dotada de poros, por onde a águapenetra até alcançar uma cavidade central, o átrio ou espongiocele. Após afiltração, a água é expelida para o meio externo através de um orifício opostoà base — o ósculo.Internamente, a parede do corpo é revestida pelos coanócitos, célulasflageladas dotadas de um “colarinho”. Elas promovem a filtração da água,capturando microrganismos e partículas alimentares nela presentes. Devidoao flagelo dos coanócitos, os seus movimentos contínuos provocam a circu-lação constante de água no corpo da esponja.Externamente, a parede corpórea é revestida por células epidérmicasachatadas, chamadas pinacócitos. Às vezes, elas se diferenciam em porócitos,células que formam os poros.A região intermediária entre a camada de pinacócitos e a de coanócitosé preenchida pelo mesênquima, estrutura gelatinosa que contém inúmerascélulas livres — amebócitos, uma rede de proteínas denominadasesponginas, e espículas de carbono de cálcio ou sílica, que se prestam àsustentação das partes moles. Os amebócitos contribuem na captura edistribuição dos alimentos.Esquema de um porífero e suas principais células168capítulo 13
  • 167. ReproduçãoBrotamento: formam-se expansões no corpo da esponja-mãe, que sesepara do organismo original, constituindo novos indivíduos. Reprodução assexuada por brotamento das esponjas Na camada gelatinosa há células que constituem os gametas mascu-linos e femininos. Estão esparsas no mesênquima, e as esponjas sãomonóicas ou dióicas.O gameta masculino deixa a camada gelatinosa, passa para o átrio daesponja e é levado pela água ao mundo exterior. Nada livremente até entrarpelos poros de outra esponja, na qual penetra em um coanócito situadoexatamente na base de um ovócito ou célula feminina. Enquanto o coanócito perde o flagelo e o colarinho, o espermatozóidena interior dele perde a cauda. Então o coanócito, játransformado em célula Reprodução sexuada das esponjascomum, se aproxima doovócito, pressiona-o e in-jeta-lhe o espermatozóidesem cauda. O zigoto se desenvolveformando uma larva quedeixa a esponja, auxiliadapor numerosos flagelos quepossui: é a anfiblástula. Nada no meio ambien-te até fixar-se num suportee se desenvolve em umindivíduo adulto.capítulo 13169
  • 168. Outro tipo de multiplicação das esponjas está na regeneração. Frag-mentos de esponjas podem com facilidade formar novas esponjas.C NIDÁRIOS Também conhecidos por celenterados, são os primeiros animais comtecidos completamente diferenciados.São encontrados neste filo: hidras, medusas, corais, anêmonas-do-mar. Alguns são fixos (anêmonas e corais) e outros, livre-natantes (medu-sa). A maioria vive no mar. Os corais são encontrados em colônias.Actínia ou anêmona-do-marMedusaOs integrantes desse grupo são todos predadores, alimentando-sede crustáceos, peixes, larvas de insetos etc.TIPOS BÁSICOSDE CNIDÁRIOSDe acordo com a estrutura, encontramos duas formas distintas:Pólipos: como as anêmonas-do-mar. Seu corpo apresenta duasextremidades: uma é fechada e fixa ao substrato; a outra contém a boca,geralmente circundada por um emaranhado de tentáculos.Medusas: como as águas-vivas. Apresentam o corpo em forma deguarda-chuva; a boca localiza-se na região central da superfície côncava,e os tentáculos pendem das bordas. São móveis, de corpo gelatinoso.ClassesEste filo compreende três classes:Hydrozoa: com pólipos predominantes (Hydra, Obelia, Physalia);170 capítulo 13
  • 169. Scyphozoa: medusas predominantes (Aurelia, Tamoya);Anthozoa: exclusivamente polipóides (Actinia, Corais). Uma característica marcante desse grupo é a presença decnidoblastos. Trata-se de células modificadas, que promovem a defesado animal e constituem a captura de alimentos. O cnidoblasto é dotado deuma cápsula — o nematocisto — que abriga em seu interior um tubofilamentoso enovelado, portador de um líquido urticante. Contém aindaum cílio sensorial que funciona como “gatilho” ao ser estimulado, onematocisto “dispara” o filamento urticante, liberando o veneno no corpoda vítima, causando-lhe queimaduras, paralisia ou, em caso de animaismenores, a morte. Estrutura de um cnidoblastoReprodução No pólipo a reprodução se faz por cissiparidade longitudinal, comoem anêmonas, ou por brotamento, como nas hidras. Neste último caso, surge um broto aproximadamente na metade daaltura do corpo do indivíduo. Esse broto cresce e se desprende, formandoum novo ser. Os pólipos da classe cifozoários sofrem estrobilização, queconsiste na separação de muitos pequenos discos transversais que sedestacam, diferenciando-se em medusas. Nos cnidários, ocorre tambémreprodução sexuada, e os animais podem ter sexos separados ou seremhermafroditas. O desenvolvimento pode ser direto, sem fase de larva, capítulo 13 171
  • 170. como nas hidras, ou indireto com larva ciliada — a plânula. Em muitosocorre alternância de gerações, em que a fase sexuada é representadapela forma medusóide, e a assexuada, pela forma polipóide. A fasedominante pode variar dependendo da espécie. Ciclo de vida sem alternância de gerações em que só existe a fase de pólipo: hidra; reprodução sexuada Ciclo de vida com alternância de gerações; reprodução sexuada da medusa e reprodução assexuada do pólipo172capítulo 13
  • 171. P LATELMINTOSOs platelmintos podem ter vida livre, sendo encontrados na água docee salgada ou em terra úmida. Muitos são parasitas, causando doençasno homem e em outros animais. Entre as espécies de vida livre encontra-se a planária, que vive emrios, lagoas, fontes e locais úmidos. Entre as formas parasitas destacam-se o esquistossomo e a solitária.ClassesTurbellaria: indivíduos de vida livre; corpo simples com epiderme ciliada;sistema digestivo incompleto. Exemplo: planária.Trematoda: indivíduos parasitas; corpo simples; epiderme com cutículaprotetora; sistema digestivo incompleto. Exemplo: Schistosomamansoni.Cestoidea: parasitas; corpo metamerizado; epiderme com cutícula protetora; sistema digestivo ausente. Exemplo: tênias.PlanáriaTêniaEsquistossomocapítulo 13 173
  • 172. Os platelmintos têm o corpo achatado no sentido dorso-ventral. As planárias medem aproximadamente 2 cm. Na cabeça existem olhosque percebem apenas variações de luz do ambiente. A boca está localiza-da ventralmente, no meio do corpo. Pela boca sai um tubo — a faringe —,que serve para capturar os alimentos. As planárias sexualmente adultaspossuem um poro genital próximo à boca. O esquistossomo macho medeaproximadamente 10 mm de comprimento e tem uma cutícula com peque-nos espinhos; a fêmea é um pouco maior e mais fina e tem cutícula lisa. A Taenia solium tem forma achatada, assemelhando-se a uma fita, emedindo de 3 a 9 m de comprimento. As tênias possuem uma cabeça emforma de botão — o escólex —, seguida por grande número de segmen-tos — os proglotes. No escólex há estruturas de fixação — as ventosas —e, às vezes, ganchos. Como se percebe, os platelmintos parasitas apresentam adaptaçõesespeciais a esse tipo de vida. Para garantir a fixação nos hospedeiros elestêm ganchos de quitina e ventosas. Essas são estruturas musculares desucção com forma circular, localizadas preferencialmente na cabeça ou naregião ventral do corpo. Esses animais têm ainda uma cutícula protetorasobre a epiderme.Reprodução São seres dotados de grande capacidade regenerativa, sendo mesmopossível obter indivíduos complexos ao cortar-se transversalmente umplatelminto em dois ou mais pedaços. Os platelmintos são geralmente hermafroditas e possuem um sistemareprodutor complexo. A fecundação é normalmente cruzada: há cópula. O desenvolvimento é direto, sem larvas, nas espécies de vida livre, eindireto, com larvas, nos parasitas. No Schistossoma, macho e fêmea são morfologicamente (sexos)diferentes. O macho exibe um canal longitudinal ginecófaro, que aloja a fêmeapor ocasião da cópula.As larvas do esquistossomo são livres, ciliadas e correspondem a for-mas infestantes, podendo penetrar na pele de hospedeiros como o caramujoe o homem.174capítulo 13
  • 173. As tênias são hermafroditas e assim podem autofencundar-se, origi-nando a formação de anéis ou proglotes grávidos, que contêm os ovosfecundados.Cada ovo contém um embrião que se desenvolverá em larva.Sistema reprodutor da planária; inclui tanto os órgãosfemininos como os masculinosReprodução assexuada Reprodução sexuadaP L AT E L M I N TO S PA R A S I TA S DO HOMEMCiclo da doença e as principais medidas profiláticas.TeníaseTaenia solium e Taenia saginata — vermes conhecidos como solitáriassão responsáveis pela doença teníase. O homem é o hospedeiro definitivo do verme, e os hospedeiros inter-mediários são: o boi da Taenia saginata e o porco da Taenia solium.Pode ocorrer de o homem ingerir ovos de tênias pela água, por ali-mentos contaminados, e pode ocorrer a auto-infestação (proglotes grávidosrompem-se ainda no intestino, liberando os ovos, que podem atravessaras paredes do intestino e ganhar a corrente sanguínea). capítulo 13 175
  • 174. Ciclo da Teníase1 A fixação da tênia no intestino ocorre pelo escólex.2 Proglotes maduros, contendo testículos e ovários, reproduzem-se entre si eoriginam proglotes grávidos, cheios de ovos.3 Proglotes grávidos desprendem-se unidos em grupos de 2 a 6 e são liberadosdurante ou após as evacuações. No solo, rompem-se e liberam ovos. Cada ovo éesférico, mede cerca de 30 μm de diâmetro, possui 6 pequenos ganchos e éconhecido como oncosfera. Levados pelo vento, espalham-se pelo meio e podemser ingeridos pelo hospedeiro intermediário.4 No intestino do animal, os ovos penetram no revestimento intestinal e caem nosangue. Atingem principalmente a musculatura sublingual, diafragma, cérebro ecoração. Cada ovo se transforma em uma larva, uma tênia em miniatura, chamadacisticerco, cujo tamanho lembra o de um pequeno grão de milho. Essa larvacontém escólex e um curto pescoço invertido, tudo envolto por uma vesículaprotetora, formando um cisto.5 Ao se alimentar de carnes cruas ou malpassadas, o homem pode ingerircisticercos. No intestino, a larva se liberta, fixa o escólex, cresce e origina a tênia. Nessa situação o homem torna-se o hospedeiro intermediário doscisticercos, que através da corrente sanguínea podem ser levados paraas mais diversas localidades do corpo, inclusive o cérebro. Aí podem en-tupir vasos sanguíneos de calibre muito fino, provocando convulsões, dis-túrbios psíquicos, paralisias e outros males. A cisticercose ocorre normal-mente com ovos da Taenia solium.176capítulo 13
  • 175. Medidas profiláticas- Lavar as mãos antes de tocar nos alimentos e após evacuação;- Não levar as mãos sujas à boca;- Cozinhar bem os alimentos, não ingerir carnes cruas ou mal cozidas;- Utilizar privadas ligadas à rede de esgoto ou fossas adequadas;- Controle das carnes que são vendidas em açougues ou matadouros. EsquistossomoseO verme Schistosoma mansoni causa no homem a esquistossomose oubarriga d’água.Esse verme trematódeo parasita as veias do intestino, afetando o fígadoe as vias urinárias.O homem é o hospedeiro definitivo do Schistosoma mansoni, pois éno seu organismo que ocorre a reprodução sexuada, com a formaçãode ovos.O hospedeiro intermediário é o caramujo do gênero Biomphalaria. Ciclo da esquistossomose ou barriga d’água1 – O homem, infectado, elimina ovos com as fezes.2 – Os ovos, ao atingir a água, desenvolvem-se em larvas ciliadas, deno-minadas miracídios.3 – O miracídio penetra em seu hospedeiro intermediário, o caramujo dogrupo dos planorbídeos. No corpo do caramujo, os miracídios se re-produzem assexuadamente, desenvolvendo a larva cercária. capítulo 13 177
  • 176. OBS: Um único miracídio pode originar cerca de 3 000 cercárias.4 – As cercárias abandonam o caramujo e nadam livremente.5 – Se uma pessoa estiver andando ou nadando na água, a cercáriapenetra pela pele, provocando coceira no local.6 – No corpo do homem, as cercárias atingem as veias do mesentério dointestino, transformando-se em vermes adultos, que copulam,reiniciando o ciclo.Medidas profiláticas- Eliminação do caramujo transmissor;- Construção de fossas e rede de esgotos (saneamento básico);- Não nadar ou lavar roupas em lagoas, açudes, represas, rios contami-nados;- Tratamento das pessoas doentes.Fasciola hepáticaÉ um parasita dos canais biliares de carneiros, bovinos, caprinose outros animais silvestres que vivem em regiões úmidas, alagadas ousujeitas a inundações. Ocasionalmente pode parasitar o homem. É um tremátodo, cujosovos são eliminados nas fezes. Caindo na água, os ovos desenvol-vem-se em larvas — os miracídios —, que nadam à procura de umcaramujo da espécie Lymnea viatrix. No interior do caramujo, o mi-racídio se transformaCiclo da fasciola hepáticaem outra fase larval —a cercária —, quenormalmente fica ade-rida às vegetaçõespróximas da água.Os animais po-dem infectar-se pelaingestão de água ouvegetais existentesàs margens de lagos,represas e rios conta-minados.178 capítulo 13
  • 177. Medidas profiláticas- Combate ao caramujo;- Saneamento básico (construção de fossas e rede de esgotos);- Não nadar ou lavar roupas em águas contaminadas;- Tomar água filtrada ou fervida;- Tratamento de pessoas doentes.N EMATELMINTOS Os nematelmintos podem ter vida livre ou ser parasitas. Os de vidalivre podem ser encontrados na água, no solo, no barro, na areia daspraias, no fundo de lagos e rios, nos picos de montanhas e até em marespolares. As espécies parasitas vivem no organismos de outros seres. Nohomem, vivem no intestino. No cavalo, habitam o intestino e o estômago.No carneiro, instalam-se nas vias respiratórias, no estômago e ainda nointestino. Nas plantas, existem parasitas de raízes, folhas, frutos e de ou-tras partes do organismo vegetal, que prejudicam seu desenvolvimento.O representante mais conhecido é a lombriga (Ascaris lumbricoides),mas há ainda outros representantes, dentre os quais destacamos os ver-mes parasitas: Ancylostoma duodenalis, Necator americanus, Oxyurusvermicularis, Wuchereria bancrofti.Os nematelmintos são vermes dotados de corpo cilíndrico e alonga-do, não segmentado e afilado nas extremidades. Apresentam uma sime-tria bilateral. Seu tamanho varia bastante; algumas espécies são micros-cópicas, chegando outras a mais de 1 m de comprimento. Entre os nematóides que podem parasitar os seres humanos, desta-cam-se: Ascaris lumbricoides, cujas fêmeas adultas, com cerca de 25 cm decomprimento, são maiores que os machos, com cerca de 15 cm. É o causa-dor da doença ascaridíase. A fêmea possui as extremidades do corpoafiladas; no macho, a extremidade posterior do corpo é recurvada e nela seobservam duas formações pontiagudas — as espículas copuladoras.Ancylostoma duodenalis, que têm cerca de 1 cm de comprimento eé o causador da doença “amarelão”. Necator americanus, mede cerca de 15 mm de comprimento e cau-sa também o “amarelão”. capítulo 13179
  • 178. Oxyurus vermicularis, mede aproximadamente 0,5 cm de compri-mento e é o verme responsável pela oxiurose.Wuchereria bancrofti, com cerca de 7 cm de comprimento, é o cau-sador da filariose ou elefantíase.ReproduçãoÉ comum o dimorfismo sexual, isto é, machos e fêmeas apresentamformas diferente. A reprodução é sempre sexuada. A fecundação é interna e o desen-volvimento pode ser direto (sem larva) ou indireto (com fase larvária). Osovos da fêmea são muito resistentes às diversidades ambientais. Nas espécies parasitas há vários tipos de larvas desprovidas de cílios.Em Ascaris, uma única fêmea fecundada pode efetuar a postura de 200mil ovos por dia, durante algumas semanas. Nos nematódeos — parasitas in-testinais —, os ovos são eliminadoscom as fezes dos hospedeiros e con-taminam o ambiente.Contágio: Penetração de larvasinfestantes através da pele (pés emãos). Ciclo de vida: 1 – Penetração dapele por larvas infestantes. 2 – Migra-ção para os pulmões e deglutição.3 – Localização no intestino delgado.4 – Eliminação de ovos não infestantes(a); eclosão, com libertação de larvasrabditóides (b); larvas filarióides (c): lar-vas filarióides infestantes (d).Profilaxia: Uso de calçados. Em-prego de medidas sanitárias que im-peçam a deposição de matéria fecalno solo. Tratamento em massa dasCiclo da ancilostomíase coletividades infestadas.180capítulo 13
  • 179. Medidas profiláticas: Uso de calçados. Saneamento básico (cons-trução de fossas e rede de esgoto).AscaridíaseDoença causada pelo Ascaris lumbricoides, mais conhecido comolombriga.Ciclo da ascaridíase Ciclo de vida: 1 – Ingestão de ovos infestantes. 2 – Libertação daslarvas no intestino. 3 – Passagem pelo fígado. 4 – Migração para os pul-mões. 5 – Deglutição. 6 – Localização definitiva no intestino delgado. Có-pula e fecundação. 7 – Após 40-60 dias eliminação de ovos não infestantes.8 – Depois de 7-14 dias, transformação em ovos infestantes.Contágio: Ingestão de água e vegetais contaminados. Poeira.capítulo 13 181
  • 180. Medidas profiláticas: Lavar cuidadosamente os frutos e verduras.Ingerir água fervida ou filtrada. Cozinhar bem os alimentos. Saneamentobásico (construção de fossas e rede de esgotos).Filariose ou elefantíase Doença causada pelo verme Wuchereria bancrofti, que, quando adulto,aloja-se nos vasos linfáticos, obstruindo-os, dificultando o escoamento dalinfa e ocasionando um acúmulo da linfa no órgão atingido. O verme, quan-do em fase larval, necessita do mosquito hematófago do gênero Culex,no qual completa seu desenvolvimento.Medidas profiláticas: Extermínio do mosquito Culex. Drenar águasparadas. Ciclo de vida de Wuchereria bancroftiA NELÍDEOS A maioria é de vida livre, habitando o solo úmido, a água doce ou oambiente marinho. Há poucas espécies parasitas.Os mais populares são a minhoca e a sanguessuga; outros habitamo interior de tubos calcários ou enterrados na areia.182capítulo 13
  • 181. As três classes em que se dividem os anelídeos são determinadas deacordo com a presença ou não de cerdas.Poliquetas – muitas cerdas. Maioria marinhos, dióicos de fecundaçãoexterna e desenvolvimento indireto, com larva ciliada (trocófora). Exem-plo: nereide.Oligoquetas – poucas cerdas. São terrestres e dulcícolas, monóicos defecundação cruzada e externa e desenvolvimento direto. Exemplo: minhoca.Hirudíneos – sem cerdas. São terrestres ou aquáticos, monóicos de de-senvolvimento direto. Exemplo: sanguessuga.Os anelídeos são vermes de corpo alongado, cilíndrico e dividido emanéis, também chamados segmentos ou metâmeros.MinhocaNereideSanguessugaA metameria apresenta-se tanto externa como internamente, uma vezque cada anel abriga diversos órgãos individualizados que se repetem(nervos, estruturas musculares, unidades excretoras etc.).capítulo 13 183
  • 182. O corpo é revestido de um tecido epitelial simples, que secreta umacutícula delicada, protegendo o organismo contra a desidratação.Nos oligoquetos há fileiras de cerdas de quitina dispostas ao longoda região ventral do corpo. Nos poliquetos há feixes de cerdas apenasnos parapódios.Nos anelídeos há células táteis, foto e quimiorreceptoras dispersasno epitélio. Os poliquetos têm olhos desenvolvidos.No passado, as sanguessugas, representantes dos hirudíneos, fo-ram largamente empregadas como instrumento para sangrias. A secre-ção produzida em suas glândulas salivares é uma substância de interes-se farmacológico. As sanguessugas têm duas ventosas: uma anterior eoutra posterior. No centro da ventosa fica a boca, com três lâminas cor-tantes para a perfuração da pele dos animais hospedeiros.ReproduçãoMuitas espécies de anelídeos possuem uma estrutura denominadaclitelo. Este produz um casulo, dentro do qual são eliminados os óvulosmaduros. O casulo então desliga-se do clitelo e desloca-se para a extre-midade anterior da minhoca; ali, recebendo espermatozóide de outra,ocorre a fecundação dos óvulos. Assim, apesar de hermafrodita, a minho-ca realiza fecundação cruzada. Após a fecundação, o casulo separa-sedo corpo. Em seu interior, os óvulos fecundados se desenvolvem e origi-nam minhocas jovens sem estágio larval, o que caracteriza o que se cha-ma de desenvolvimento direto.A minhoca “A” passa seus espermatozóides para a minhoca “B” e tambémrecebe espermatozóides dela. O resultado é que tanto a minhoca “A” como aminhoca “B” ficam “grávidas”.184capítulo 13
  • 183. A RTRÓPODES O filo dos artrópodes ultrapassa todos os outros grupos de animais noque diz respeito à distribuição ecológica e ao número de espécies (mais de800 mil), existindo em todos os ambientes – aquáticos, terrestres e aéreos. O grupo sempre teve uma enorme importância para o homem. Muitasespécies parasitam animais domésticos, vegetais cultivados, ou ainda sãotransmissores de parasitas ao homem. Por outro lado, alguns são de gran-de interesse alimentar, como camarões e lagostas. Nos mares, osmicrocrustáceos representam a maior biomassa de consumidores deprimeira ordem, isto é, nutrem-se de algas microscópicas, porém servemde alimento a pequenos peixes; são então um importantíssimo elo dascadeias alimentares marinhas. O corpo dos artrópodes é revestido externamente por uma armadura– o esqueleto externo ou exoesqueleto. Seu principal constituinte é aquitina, um polissacarídeo que forma uma camada resistente e flexível. Essa substância, além de conferir proteção mecânica, é também efi-ciente defesa contra a desidratação nos animais terrestres. Em muitosartrópodes, especialmente nos crustáceos, a camada de quitina é impreg-nada por sais como fosfato de cálcio e carbonato de cálcio. Umexoesqueleto tem o inconveniente de limitar tanto a movimentação doanimal quanto seu crescimento. No entanto, o esqueleto dos apêndices(como as patas, por exemplo) é dividido em várias seções articuladas,isto é, as várias partes de cada pata estão ligadas uma à outra por meiode membranas flexíveis, que permitem seu movimento. O problema do crescimento foi resolvido pelos artrópodes da seguinteforma: periodicamente eles sofrem o fenômeno da muda, ou ecdise. Nessa fase, o esqueleto é erodido por enzimas enquanto, simulta-neamente, há formação de novas camadas. Na maioria dos artrópodes o esqueleto velho se rompe lon-gitudinalmente no dorso ou nos lados do corpo, sendo abandonado peloanimal. No início, a nova “casca” é relativamente mole e permite que o animalcresça. Enquanto ela não endurece, o artrópode fica relativamente des-protegido.capítulo 13185
  • 184. Compare a curva descontínua de crescimento dos artrópodescom a curva contínua de crescimento dos outros animais.Nos artrópodes o crescimento ocorre logo após a muda.Os artrópodes estão distribuídos em cinco classes principais:- insetos- crustáceos- aracnídeos- quilópodes- diplópodesINSETOSEm função de uma espantosa capacidade adaptativa e reprodutiva,eles ocupam todos os ambientes, exceto os mares.São ainda os únicos invertebrados voadores. Apresentam o corpo dividido em três regiões: cabeça, tórax e abdome.Cada uma dessas regiões originou-se da fusão de alguns segmentos. Na cabeça há duas antenas, de várias formas, onde se distribuemos órgãos sensoriais. No tórax, há três pares de patas. É também notórax que ficam inseridas as asas; em alguns insetos existe um par deasas; em outros, dois pares.O tipo de aparelho bucal é de importância taxonômica e indica o tipode nutrição do animal.Ele pode ser mastigador (gafanhotos), picador (mosquitos), lambedor(abelhas) e sugador (borboletas).Dependendo do seu aspecto e consistência, as asas podem ser186capítulo 13
  • 185. membranosas (finas e transparentes), pergamináceas (finas e opacas,flexíveis e coloridas), élitros (espessas, opacas, e pigmentadas), hemi-élitros (espessas na base e membranosas na extremidade).No abdome não há asas ou patas, mas na região terminal pode apa-recer, bem desenvolvido, o ovopositor (para postura de ovos).Esquema do corpo de um insetoReproduçãoA reprodução é sexuada. È comum o dimorfismo sexual. A fecunda-ção é interna. Nas fêmeas há um ovopositor especialmente desenvolvidonos ortópteros (gafanhotos) e himenópteros (vespas, abelhas); nestes úl-timos este órgão está modificado em ferrão inoculador de veneno. O de-senvolvimento é direto ou indireto, e neste caso há metamorfose. Pode-mos definir três tipos de desenvolvimento, que são critérios importantesusados na classificação:- Ametábolos – insetos sem larvas; portanto não sofrem metamorfose;- Hemimetábolos – com metamorfose parcial, pois o inseto jovem já ésemelhante ao adulto;- Holometábolos – com metamorfose total. Há as seguintes fases devida: ovo, larva, pupa e imago (adulto). Nos lepidópteros (borboletas emariposas), essas fases recebem nomes especiais: ovo, lagarta, crisálidae adulto.capítulo 13 187
  • 186. CRUSTÁCEOSO nome do grupo vem de “crosta”, pois o exoesqueleto é normalmen-te muito duro, com forte impregnação calcária. São animais pre-dominantemente aquáticos, marinhos e dulcícolas. Podem viver tambémna areia das faixas litorâneas, como os caranguejos, e em terra úmida,como os tatuzinhos de jardim. Algumas espécies, como as cracas e natifas,ficam presas às rochas, podendo suportar longos períodos de exposiçãoBionotíciasExemplo de sociedade organizadaA sociedade humana está carecendo de um modelo de democracia, e as formigas são um exemplo. “Entre as formigas, ninguém manda em ninguém”, afirma a entomologista Deborah Gordon, autora do recém-lançado livro Ants at Work (Formigas trabalhando), ainda inédito no Brasil, no qual procura desmentir a idéia corrente de que a sociedade desses insetos é um tipo de monarquia absolutista. A rainha, por exemplo, só leva o título, pois trabalha mais do que manda. Passa a vida presa num quarto escuro do formigueiro pondo ovos sem parar. É claro que tem algumas mordomias – está sempre cercada por uma escolta de soldadas vigilantes e as operárias nunca deixam que lhe falte comida, mas isso é para compensar a vida miserável que leva. A rainha não dá ordens para ninguém, cada formiga sabe o que tem de fazer pelo bem da comunidade, sem precisar de um chefe. Existem as operárias – especializadas em buscar comida. Quando uma delas sobe numa folha, usa a mandíbula, que mais parece uma tesoura, para picotar o vegetal. Em segui- da, suas patas ágeis seguram com força o pedaço da folha e o guarda numa bolsinha na barriga, chamada gáster, que lembra a dos cangurus. Com a mes- ma tesoura, ela pega outra folha e a coloca nas costas, para aproveitar a viagem. E corre para a fila de volta para casa. Para não se perderem no caminho, as operárias esfregam a barriga no chão, deixando um rastro com o cheiro da colônia a que pertencem. Formi- gas não falam, mas os feromônios, que são as substâncias que carregam odo- res, substituem com eficiência as palavras. No caminho para o formigueiro, a operária pára na frente de outra formiga. As duas esfregam suas sensíveis188capítulo 13
  • 187. anteninhas e, pelo cheiro, percebem que são da mesma colônia. Dentro do formigueiro, logo abaixo do nível do solo, há uma multidão de formigas, todas funcionárias dedicadas. Algumas passam o dia lambendo e manipulan- do, com as patinhas, as larvas das futuras formiguinhas que vão nascer. Tam- bém são operárias, mas trabalham como babás, zelando pela vida das futuras formiguinhasA organização é grande, vários tipos de formigas trabalham, cada uma fazendo o que sabe sem ambicionar uma promoção ou invejar o emprego alheio. Há, por exemplo, as faxineiras e as que se dedicam ao trabalho buro- crático de organizar estoques de comida. Há algumas ainda mais especializadas: passam a vida a quebrar sementes ou a cavar túneis.Um exemplo de formiga é a minúscula “lavapé”. Medindo apenas 2 milímetros, está entre as mais bem-sucedidas do mundo. Uma das razões de tanto sucesso é a implacável estratégia militar das lavapés. Elas invadem as colônias inimigas e vão espirrando ácido fórmico nos olhos das inimigas, um veneno que já matou muita gente de alergia. Quando encontram a rainha, seguram-na com a boca e cravam o ferrão no abdome, pela lateral da carca- ça. Vencida a batalha, as soldadas copiam o cheiro da rainha morta e, em pouco tempo, são aceitas pelas formigas órfãs. Os biólogos chamam as colônias conquistadas de “escravas”.Enfim, temos muito o que aprender com as formigas, não só no que se refere ao trabalho em equipe, mas também em termos de técnicas agrícolas, distribuição da comida, sistema político e cuidados ambientais. Quem sabe, com a ajuda delas, não possamos nos tornar mais civilizados?ao ar. Outras vivem enterradas na areia das praias (tatuís) ou na lamados mangues (caranguejo maria-mulata). Há também representantes pa-rasitas como Sacculina, que formam uma espécie de bolsa nas víscerasdos caranguejos. Uma grande diversidade de formas e tamanhos incluias muitas espécies microscópicas que compõem o zooplâncton marinho.Nos crustáceos, há fusão da cabeça com o tórax, constituindo ocefalotórax. Na região anterior do cefalotórax, ficam a boca, dois olhos edois pares de antenas.Nos segmentos dos crustáceos há pares de apêndices ou extremi-dades articuladas. capítulo 13 189
  • 188. Camarão-rosaReprodução Os crustáceos são de sexos separados, e o desenvolvimento é indireto.Há muitas larvas.ARACNÍDEOS Este grupo compõe-se de indivíduos na maioria terrestres, vivendosob pedras, troncos ou buracos no solo. Estão incluídas nele todas asespécies de aranhas, escorpiões e ácaros, como os carrapatos. Há espé-cies carnívoras, ectoparasitas e hematófagas. Na ordem ácaros, além dos carrapatos, incluem-se também peque-nos parasitas dos folículos pilosos (Demodex folliculorum) ou escavadoresda pele, como o causador da sarna (Sarcoptes scabiei). Como os crustáceos, apresentam cefalotórax, mas não possuemantenas. O primeiro par de apêndices articulados são as quelíceas, que assu-mem várias formas. O segundo par são os pedipalpos. Os quatro pares seguintes são as patas. O abdome nunca apresentaapêndices. Nas aranhas, o abdome tem ventralmente as aberturas das filotraquéiase o poro genital. Posteriormente ficam o ânus e as fiandeiras, que tecem os filos da teia. Nos escorpiões existe um pós-abdome, cujo o último artículo éinoculador de veneno.190capítulo 13
  • 189. Nos ácaros, não há uma nítida separação entre cefalotórax e abdome.AranhaEscorpiãoReprodução São animais de sexos separados. Há dimorfismo sexual e fecunda-ção interna. São ovíparos e vivíparos (escorpiões), e o desenvolvimento édireto. Há partenogênese em alguns ácaros (carrapatos). Nos ácaros hálarvas com três pares de patas.QUILÓPODES E DIPLÓPODES Essas duas classes, com cerca de 11 mil espécies, eram agrupadas soba denominação de miriápodes (inúmeros pés), de corpo alongado e, como onome indica, com inúmeros pares de patas. São animais terrestres, de hábi-tos diurnos ou noturnos, vivendo sob pedras, trancos podres e folhagem. Os diplópodes não produzem veneno; são popularmente chamadosmil-pés, piolho-de-cobra, embuás e gongolos. Os quilópodes, inoculadoresde veneno, são as centopéias e lacraias, que podem atacar até pequenosroedores (camundongos), lagartixas, aves nos ninhos e outros artrópodes.As menores espécies, alguns piolhos-de-cobra, têm apenas alguns milíme-tros de comprimento, e as maiores, como certas lacraias, chegam a 25 cm.Lacraia quilópodecapítulo 13 191
  • 190. ReproduçãoSão animais de sexos separados, de fecundação interna e ovíparos.O desenvolvimento é direto. Não há larva.Principais diferenças entre:Diplópodes Quilópodes- herbívoros- carnívoros- movimentos lentos - movimentos rápidos- enrolam-se em espiral- não se enrolam- dois pares de patas por segmento - um par de patas por segmento- um par de antenas curtas - um par de antenas longasM OLUSCOSOs moluscos vivem nos diversos ambientes. Há espécies em terraúmida, como os caracóis e as lesmas, e outras na água doce e no mar.As espécies marinhas podem viver presas às rochas — como é ocaso dos mexilhões (mariscos) e ostras —, se arrastar sobre a areia —como os caramujos —, nadar livremente — como os polvos e lulas —, ouainda flutuar em belas conchas — como o Nautilus.Moluscos são dotados de corpo viscoso, mole e não-segmentado,envolvido por uma concha calcária e constituído de três partes: cabeça,pé e massa visceral.São classificados em cinco classes:Amphineura – seres marinhos, corpo dotado de placas calcáriasprotetoras. Exemplo: quíton.Scaphopoda – seres marinhos, corpo dotado de uma concha tubularprotetora. Exemplo: dentálios. Gastropoda – indivíduos marinhos, dulcícolas ou terrestres: conchasunivalvas ou ausentes; pé achatado e cabeça com dois pares de tentácu-los. Exemplos: caramujos, caracóis, lesmas.Pelecypoda – animais marinhos ou dulcícolas: concha bivalva, únicaclasse sem rádula; brânquias para a respiração e captura de alimentos;cabeça pequena. Exemplos: ostras, mariscos.192capítulo 13
  • 191. Cephalopoda – marinhos; corpo sem conchas externas; cabeça vo-lumosa e pés como tentáculos. Exemplos: polvos e lulas. quíton dentálioabertura posterior da concha concha o caracol é univalve bocapéBionotíciasDinossauros: ágeis como os pássaros Novas descobertas indicam que os dinossauros eram muito parecidos com ospássaros. Paleontólogos revelaram a descoberta no estado americano de Montanade um fóssil de bambiraptor, um carnívoro do tamanho de uma galinha. Obambiraptor era da família dos deinonicossauros, os bípedes carnívoros da ordemdos terópodes que originaram as aves. Outra espécie da mesma família é a dostroodontes, que se destacava pelo cérebro desenvolvido e pela agilidade de pássa-ro. As evidências sugerem que os lagartões – que viraram superestrelas do filmeDinossauro, da Disney – tinham a agilidade das aves, cuidavam dos filhotes comoelas e chocavam ovos. Só faltava mesmo piar. capítulo 13193
  • 192. lesma: gastrópode náutico cefalópodesem conchamexilhão (aberto) um molusco bivalvepolvoReproduçãoOs moluscos podem ser de sexos separados ou hermafroditas. Emqualquer caso, a reprodução é sempre sexuada e cruzada.Os moluscos são normalmente ovíparos. Seu desenvolvimento pode ser direto ou indireto, havendo uma larvaciliada, véliger.194 capítulo 13
  • 193. EQUINODERMOSSão animais exclusivamente marinhos. Possuem um esqueleto inter-no de placas calcárias, às quais se associam espinhos fixos ou móveis.Classes Equinóide – corpo esférico, com espinhos grandes e móveis, ou achata-do, com espinhos curtos e finos. Exemplo: ouriço-do-mar; bolachas-do-mar. Asteróide – corpo estrelado, com cinco ou mais braços; espinhospequenos e fixos. Exemplo: estrela-do-mar. Crinóide – corpo estrelado, com braços ramificados, sem espinhos.Exemplo: lírios-do-mar.Holoturóide – indivíduos com corpo cilíndrico e sem espinhos; au-sência de braços. Exemplo: pepinos-do-mar.Ofiuróide – corpo estrelado, com Serpente-do-mardisco central bem delimitado; espinhoscurtos ou longos situados nos braços.Exemplo: serpentes-do-mar. Lírios-do-mar Ouriço-do-mar Pepino-do-mar Estrela-do-marcapítulo 13 195
  • 194. Reprodução São animais de sexos separados, de fecundação externa e desen-volvimento indireto, com vários tipos de larvas ciliadas planctônicas.C ORDADOSOs cordados – filo Chordata – constituem um grupo zoológico bas-tante heterogêneo, abrangendo animais adaptados para a vida na águadoce e salgada, na terra e no ar.São divididos em: Protocordados – os cordados mais primitivos, destituídos de colunavertebral e caixa craniana; Eucordados ou vertebrados – os mais evoluídos, pois, além de do-tados de coluna vertebral, têm crânio com encéfalo.As características diferenciais e exclusivas, que permitem oenquadramento de um animal no grupo dos cordados, e que estão pre-sentes pelo menos nos primeiros estágios de desenvolvimento, são anotocorda, as fendas branquiais e o tubo nervoso dorsal. Notocorda ou corda dorsal: A notocorda consiste num bastão fibrosoque confere sustentação ao corpo. Nos vertebrados ou eucordados, anotocorda é substituída pela espinha dorsal ou coluna vertebral. Fendas branquiais: São pequenos orifícios encontrados na faringee que se prestam à filtração de alimentos ou à respiração. As fendaspermanecem nos protocordados e nos peixes adultos. Nos outros gru-pos, as fendas branquiais estão presentes apenas nos embriões, fe-chando-se no de-correr do desenvol- Características básicas dos cordadosvimento do animal. Tubo nervosodorsal: O sistemanervoso ocupa posi-ção dorsal e apre-senta-se como umtubo nervoso longi-tudinal e único.196 capítulo 13
  • 195. O filo divide-se em quatro subfilos:Hemichordata;Urochordata ou Tunicata;Cephalochordata;Euchordata ou Vertebrada.Os três primeiros subfilos correspondem aos cordados primitivos e,portanto, são considerados integrantes do grupo Protochordata.Os eucordados dividem-se em dois grupos:Agnatha: apresenta uma única classe: CyclostomataGnathostomata: apresenta duas superclasses: Pisces , que compreende a classe Chondrichthyes ou peixescartilaginosos, e a classe Osteichthyes ou peixes ósseos.Ostetrápodos, que compreende as classes Amphibia, Reptilia, Avese Mammalia, todos os animais portadores de dois pares de membros; nasaves, os membros anteriores são transformados em asas.P ROTOCORDADOS – C ORDADOSINVERTEBRADOS Constituindo um grupo de pequenosanimais exclusivamente marinhos, osprotocordados são considerados um elode ligação entre os invertebrados e osvertebrados.Esses pequenos animais têm certas ca-racterísticas que permitem estabelecerdiferenças entre eles e os vertebrados:- não apresentam crânio;- não têm encéfalo;- são destituídos de coluna vertebral.Hemichordata – corpo cilíndrico (vermi-forme); notocorda atípica, reduzida a umpequeno segmento anterior; larva ciliada(vida livre) chamada tornária; sanguesem pigmento respiratório. Exemplo:Hemicordado (Balanoglossus)Balanoglossus gigas. capítulo 13197
  • 196. Urochordata – corpo saculiforme; notocorda presente somente na faselarvar e reduzida à região caudal; sangue verde; presença de átomos devanádio no pigmento respiratório. Exemplo: Ascídia A estrutura da ascídiaáguagânglio nervososifão inalanteágua sifão exalanteendóstiloátriofendasbranquiais ovidutotúnicacanal espermáticocoração intestinoglândula digestivaováriotestículo estômagoCephalochordata – corpo achatado bilateralmente; notocorda bem de-senvolvida da cauda até a cabeça; sangue incolor. Exemplo: Branchios-toma lanceolatus (anfioxo).Anfioxo – vista interna198 capítulo 13
  • 197. EUCORDADOS –CORDADOSVERTEBRADOSA presença de espinha dorsal ou coluna vertebral é a característi-ca distintiva dos eucordados. Além disso, os animais vertebrados pos-suem um esqueleto dotado de caixa craniana que envolve e protege oencéfalo, o esqueleto pode ser cartilaginoso ou ósseo, dependendo daespécie; a pele tem epiderme pluriestratificada; a circulação sanguí-nea é fechada, sempre com um coração dotado de duas ou mais cavi-dades; a excreção se efetua por rins.A G N AT H A Classe Ciclostomados – tem dois representantes típicos: alampréia e a feiticeira. São destituídos de mandíbulas (Agnatas) e de vértebras típicas; acaixa craniana e as vértebras são cartilaginosas. Têm corpo alongadoe cilíndrico, sem escamas; a boca, dotada de dentes córneos, é circu-lar, adaptada à sucção e situada na região ventral e anterior do corpo.Apresentam respiração branquial, possuindo de seis a 14 pares debrânquias. Possuem dez pares de nervos cranianos.São animais parasitas: as lampréias são ectoparasitas; as feiticei-ras são endoparasitas.As lampréias fixam-se às suas vítimas por meio de ventosas e ras-pam-lhes a pele com os dentes e a língua; então, sugam-lhes os teci-dos juntamente com o sangue, causando-lhes a morte. As feiticeiraspenetram no interior dos peixes através de brânquias e destroem prin-cipalmente os músculos da vítima. boca com dentes córneos língua com dentes córneos avista frontal da boca da lampréiablíngua e boca da lampréia (a); lampréia parasitando um peixe (b). capítulo 13 199
  • 198. PEIXES Os peixes compreendem duas grandes classes:- Chondrichthyes – peixes cartilaginosos ou elasmobrânquios;- Osteichthyes – peixes ósseos ou teleósteos. Apresentam mandíbulas; são pecilotermos, o que significa que a tempe-ratura do corpo varia de acordo com as variações da temperatura do meio,uma vez que esses animais são destituídos de um sistema termorreguladoreficiente. Apresentam respiração branquial. As brânquias são filamentos delica-dos, providos de vasos que recolhem o oxigênio dissolvido na água. Nos peixes ósseos, as brânquias são protegidas por uma placa situadaatrás dos olhos, chamada opérculo. Nos peixes cartilaginosos, não há opérculo,sendo as brânquias descobertas. A linha lateral é uma estrutura presente nos dois lados do corpo de pei-xes ósseos e cartilaginosos, e tem função sensorial: permite a percepção devibrações e de pressões do meio. Nos peixes ósseos, existe um saco armazenador de gases, com posi-ção dorsal, chamado bexiga natatória. Essa estrutura, ausente nos peixes cartilaginosos, tem função hidrostá-tica, isto é, promove o ajustamento do peso específico do animal ao pesoda água. Assim, a bexiga de peixes ósseos atua como uma bóia: aumentade volume, facilitando a flutuação, quando o peixe sobe, e diminui devolume quando o peixe desce. As variações de volume que ocorrem na bexiga natatória devem-se àpresença de uma glândula de gás, situada na parede da bexiga: para enchera bexiga, a glândula mobiliza gases do sangue; para esvaziá-la, os gaseseliminados para o sangue.ANFÍBIOSEsses animais, que surgem a partir de peixes pulmonares, compreendematualmente os sapos, as cobras-cegas, as pererecas, as salamandras etc.Apresentam pele úmida, intensamente vascularizada e pobre em queratina,uma proteína impermeabilizante. A carência de queratina determina a presen-ça de uma camada córnea (camada externa e morta de pele) reduzida, o queacarreta a baixa capacidade de defesa contra a desidratação.Por isso, esses animais geralmente não suportam climas extremos, vi-vendo restritos a ambientes úmidos e sombrios.São pecilotermos, isto é, apresentam temperatura corpórea variável deacordo com as oscilações térmicas do ambiente.200capítulo 13
  • 199. A respiração das larvas é diferente da respiração do indivíduo adulto.As larvas respiram por meio de brânquias. Nas formas adultas a respiraçãoocorre de duas maneiras: por meio de pulmões rudimentares, dotados depequena superfície, e através da pele. Essa respiração cutânea compensa a baixa superfície pulmonar, garan-tindo um suprimento adequado de oxigênio para o animal.A fecundação é geralmente externa e o desenvolvimento é direto. Osovos não têm casca protetora e acham-se envoltos por cápsulas gelatinosas. Nos sapos e nas rãs, as larvas originadas do cruzamento são chamadasgirinos. Dotados de cauda e brânquias, os girinos sofrem metamorfose e vão setransformando em adultos com patas e pulmões.As etapas da reprodução com metamorfose de um sapoClassificação: Há três ordens em que se dividem os anfíbios: Ápoda – corpo alongado, cilíndrico e liso, com patas atrofiadas. Exem-plo: cobra-cega.Urodela – corpo dotado de cauda e quatro patas. Exemplo:salamandra, proteus. Anura – quatro patas e corpo cilíndrico desprovido de cauda. Exem-plo: sapo, rã.capítulo 13 201
  • 200. Cobra-cega, um ápodePerereca, um anfíbio anuro Salamandra, um anfíbio urodeloRÉPTEIS Os répteis constituem os primeiros vertebrados efetivamente adapta-dos para a vida terrestre. Surgiram a partir dos anfíbios. A Terra já conhe-ceu formas gigantescas desses animais, como os dinossauros. Hoje, a clas-se compreende crocodilos, jacarés, cobras e as tartarugas, entre outros. Os sexos são geralmente separados. A fecundação independe da água:é interna, permitindo que os gametas fiquem protegidos das influências domeio externo. O desenvolvimento é direto.São animais ovíparos. Os ovos são dotados de casca grossa, o queconstitui mais uma adaptação à vida terrestre, uma vez que protegem osembriões contra desidratação.Possuem órgãos respiratórios internos (respiração pulmonar), fato quetambém contribui para protegê-los contra desidratação. O principal excreta nitrogenado é o ácido úrico, substância pouco solú-vel e de baixa toxidade. O ácido úrico pode permanecer no corpo do animalpor um tempo maior do que, por exemplo, a uréia, e é eliminado com perdamínima de água. Por isso, a presença de ácido úrico é considerada umaadaptação à vida terrestre.202capítulo 13
  • 201. Classificação: A classe de répteis compreende quatro ordens:Rhyncochephalia (rincocéfalos), Squamata (lacertílios e ofídios), Chelonia(quelônios) e Crocodilia (crocodilianos).A principal característica da cobra é a capacidade ou não de inocularveneno, produzido por um par de glândulas localizadas uma em cadalado do maxilar superior, ligadas à presa por um ducto.Baseando na dentição, as cobras são classificadas em:capítulo 13 203
  • 202. Áglifas – quando não têm presas inoculadoras de veneno; os dentessão todos iguais e maciços. Exemplo: jibóia, sucuri, jararacuçu-do-brejo. Opisteróglifas – quando tem dentes sulcados, inoculadores de ve-neno na região posterior dos maxilares superiores. Devido à posição pos-terior dos dentes, normalmente não representam perigo para o homem.Exemplo: falsa-coral, muçurana, cobra-cipó. Proteróglifas – possuem presas sulcadas na posição anterior dosmaxilares superiores, o que lhes permite inocular o veneno. Exemplo: co-rais verdadeiras. Solenóglifas – possuem presas longas e curvas, dotadas de canaisinternos, localizados na região anterior dos maxilares superiores, o quelhes permite inocular o veneno. Exemplo: cascavel, jararaca, urutu,surucucu.Outras características que permitem identificar as cobras venenosasou peçonhentas:- pupilas elípticas, com exceção da coral verdadeira;- cabeça triangular;- a cauda afina bruscamente;- movimentos lentos e hábitos geralmente noturnos;- fossetas lacrimais – órgãos termossensoriais localizados entre os olhose as narinas; são capazes de detectar a presença de animais de sanguequente. Classificação dos ofídios quanto às presasAVESAs aves são vertebrados originários dos répteis. Possuem visão eaudição aguçadas, que favorecem o acesso a alimentos e o reconheci-mento da espécie, principalmente para o acasalamento.204capítulo 13
  • 203. Encontram-se nas mais diversas formas de hábitat, exibindo grandediversidade de hábitos alimentares. Têm pele delicada, seca e sem glândulas. Os anexos epidérmicosexclusivos do grupo são as penas, que contribuem para a manutenção datemperatura corpórea e são fundamentais para o vôo. Em dias frios, oarrepio da penas retém uma camada de ar em torno da pele, que éaquecida pelo calor liberado pelo corpo; essa camada de ar tem, portan-to, um efeito termoisolante que dificulta a perda de calor para o meio eprotege o animal contra o frio. São animais homeotermos ou de “sangue quente”, isto é, capazesde manter a temperatura do corpo praticamente constante (ao redor de o40 C), apesar das oscilações da temperatura ambiental. A capacidade demanter a temperatura constante contribui para a adaptação desses ani-mais aos mais diversificados hábitats, uma vez que garante um desem-penho metabólico ideal e contínuo. Apresentam respiração pulmonar. Os pulmões emitem sacos aéreosque armazenam ar e se prolongam pelo interior dos ossos, que, por isso,são chamados de ossos pneumáticos. Os sacos aéreos e os ossos pneu-máticos aumentam a capacidade respiratória do animal e facilitam o vôo,por diminuírem o peso específico do corpo. Os sexos são separados, com fecundação interna, sem larvas. Asaves são animais ovíparos. O ovo é rico em vitelo, material nutritivo quegarante o desenvolvimento do embrião. Asas: Tal como nos insetos, a capacidade de vôo das aves contribuipara a conquista de novos territórios, o acesso a alimentos, a fuga quan-do atacadas por predadores e o encontro de parceiros para o acasa-lamento. Mas o privilégio biológico só foi possível graças à presença de umasérie de adaptações morfológicas:- a forma aerodinâmica do corpo, que diminui o atrito com o ar;- o corpo revestido por penas leves e os membros anteriores transforma-dos em asas;- esqueleto leve e resistente, dotado de ossos pneumáticos;- ausência de dentes, o que contribui para deixar a cabeça mais leve;- presença de membrana nictitante revestindo o olho e protegendo-o con-tra a poeira e o ressecamento durante o vôo; capítulo 13 205
  • 204. - osso esterno dotado de uma projeção denominada quilha ou carena, aqual permite a inserção de poderosos músculos peitorais que determi-nam o batimento das asas;- ausência de bexiga urinária, com produção de uma urina semipastosarica em ácido úrico.MAMÍFEROS Podem ser encontrados nos mais diversos tipos de hábitat, principal-mente terrestres.Supõe-se que os mamíferos, assim como as aves, originaram-se derépteis.A principal característica desse grupo é a presença de glândulasmamárias, desenvolvidas nas fêmeas e que produz o leite destinado àalimentação dos filhotes.Tem pele rica em queratina e coberta de pêlos. Os pêlos, anexosepidérmicos exclusivos dos mamíferos, têm a mesma função das penasnas aves, isto é, contribuem para a manutenção da temperatura corpórea. As glândulas sebáceas e sudoríparas são exclusivas da pele dosmamíferos.São homeotermos. Contribuem para a homeotermia, entre outros fa-tores, a circulação rápida, a presença de pêlos e de glândulas sudoríparas,além do tecido adiposo rico em gorduras sob a pele.Quanto à reprodução: os mamíferos são vivíparos (o filhote se desen-volve dentro do corpo materno, dotado de útero), com exceção dosmonotremados (ornitorrinco e equidna), cujo desenvolvimento se completadentro do ovo, fora do corpo materno, e dos marsupiais –, canguru –, cujodesenvolvimento se completa dentro do marsúpio (bolsa). No processo dedesenvolvimento do embrião, forma-se a placenta, anexo embrionário relacio-nado à nutrição do embrião, responsável pelas trocas respiratórias, pro-dução de hormônios e elimi-nação de excretas.ClassificaçãoA classe dos mamíferos,subdivide-se em três subclasses:Prototérios (mamíferos semplacenta)206capítulo 13
  • 205. Ordem Monotremata – mamíferos que põem ovos. Exemplo: équidnae ornitorrinco, encontrados na Austrália e Tasmânia. Metatérios Ordem Marsupialia. Exemplo: canguru,gambá, coala etc. As fêmeas possuem bolsa denominadamarsúpio, onde o embrião completa o seudesenvolvimento. Eutérios São os mamíferos placentários. O filho-te desenvolve-se totalmente dentro do úteroda fêmea. Compreende inúmeras ordens, in-clusive a dos primatas, à qual pertencemos. testes1 – (Cesgranrio-RJ) cnidários são conside- Osrados polimórficos, pois neles podemos distin-guir duas formas de corpo. Assinale a opção queindica, corretamente, os nomes das formas abai-xo esquematizadas.a) I anêmona; II cifomedusab) I anêmona; II gonozóidec) I anêmona; II medusad) I pólipo; II gonozóidee) Pólipo; II medusa2 – (UFPR)A Taenia solium tem por hospedeiro intermediário: a) a vaca b) o porco c) o barbeiro d) a Limnea e) não tem hospedeiro intermediário3 – (UFP O ovo terrestre foi uma “grande invenção” dos vertebrados, que A)assim puderam conquistar o ambiente terrestre. Essa conquista ocorreu pelaprimeira vez com: a) aves b) répteis c) anfíbios d) peixes e) mamíferoscapítulo 13 207
  • 206. questões1 – (Fuvest-SP)Observe o animal desenhado.a) a que filo e classe ele pertence?b) Cite duas características, visíveis no desenho, que o distingue de um inseto.2 – (Fuvest-SP)a) Dê duas características comuns aos crustáceos, insetos e aracnídeos.b) Dê uma característica própria de cada um dos grupos.3 – (Fuv est-SP)A “Grande Barreira de Recifes” se estende por mais de 2 milkm da costa nordeste da Austrália e é considerada uma das maiores estruturasconstruídas por seres vivos.Quais são esses organismos e como eles formam essa estrutura?4 – (Fuv est-SP)O Departamento da Irlanda do Norte prevê uma queda de umterço em sua produção agrícola, devido a uma praga que está atacando e redu-zindo a população de minhocas na região (New Scientist, l5/09/89).a) Qual a importância das minhocas para a agricultura?b) A que filo pertencem as minhocas?5 – (Unicamp-SP) relação ao peixe-boi, o padre Fernão Cardim escreveu Empor volta de 1625: “(...) este peixe é nestas partes real, o estimulado sobre todosos demais peixes (...) tem carne todas as fibras, como a da vaca (...) e tambémtem toucinho (...) sua cabeça é toda de boi com couro cabeludo, (...) olhos elíngua (...)”. Neste trecho, identifique a única palavra que permite reconhecer,sem dúvida o peixe-boi como sendo um mamífero.6 – (Fuvest-SP)Com relação à conquista do meio terrestre, alguns autoresdizem que as “Briófitas” são os anfíbios do mundo vegetal. Justifique essa analogia.7 – (Vunesp-SP)Cite três características das aves relacionadas com a capacida-de de voar.208 capítulo 13
  • 207. c a p í t u l o 14FISIOLOGIA ANIMAL Enquanto a anatomia se encarrega de estudar um organismo comoele é, a fisiologia estuda como ele funciona, quais as suas necessidadesenergéticas, como utiliza essa energia, o seu processo de locomoção, dereprodução, de obtenção de alimentos, As principais funções vitais são:N UTRIÇÃOA manutenção da vida depende da ingestão, assimilação e elimina-ção de substâncias denominadas nutrientes, encontradas nos alimentos.As moléculas orgânicas grandes dos alimentos são transformadas emcompostos mais simples por intermédio das enzimas digestivas. A esseprocesso de transformação dá-se o nome de “digestão”.Nos animais, a digestão pode ocorrer exclusivamente no interior dascélulas, é a digestão intracelular — comum nos poríferos —; ou ocorrerem uma cavidade, com o lançamento de enzimas digestivas — é a diges-tão extracelular — que ocorre com todos os outros animais. Neste caso,após a digestão, há a absorção das substâncias pelas células.S ISTEMA D IGESTÓRIODIGESTÃONOSI N V E RT E B R A D O S Poríferos: desprovidos de sistema digestório. Os alimentos são filtra-dos pelos coanócitos. Após a digestão exclusivamente intracelular, osnutrientes são distribuídos pelas células amebócitos.Cnidários ou celenterados: os alimentos são capturados pelos ten-táculos, levados até a boca, que se comunica com a cavidade gastro-capítulo 14209
  • 208. vascular, onde os alimentos sofrem digestão extracelular, e depois pas-sam para o interior das células, onde se completa a digestão. Os resíduossão eliminados pela boca. Com apenas uma abertura (a boca), é chama-do de “sistema digestório incompleto”. Platelmintos: digestão intra e extracelular, com tubo digestório incom-pleto. A exceção são os parasitas que são desprovidos de tubo digestivo. Anelídeos: a cavidade digestiva possui a forma de um tubo, comduas aberturas: a boca e o ânus (sistema digestório completo). Osanelídeos ingerem terra juntamente com detritos orgânicos, quepermanecem no papo, de onde passam para a moela para ser triturados;no intestino, sofrem ação das enzimas, o material digerido é absorvido eos resíduos são eliminados pelo ânus.Moluscos: a maioria apresenta na faringe uma placa com dentes, arádula, que tem por função raspar os alimentos a ser ingeridos. Possuemglândulas salivares e glândulas produtoras de enzimas, o estilete cristalino.Aracnídeos: possuem glândulas hepáticas produtoras de enzimas.Com seu veneno, paralisam a presa e sobre ela são lançadas enzimasdigestivas. O estômago sugador se encarrega de sugar os nutrientes.Insetos: apresentam uma variedade de aparelhos bucais; de acordocom o tipo de alimento, podem ser: triturador, sugador, lambedor ou picador.Apresentam glândulas salivares que produzem enzimas digestivas; a di-gestão ocorre no estômago e a absorção dos alimentos no intestino: asfezes são eliminados pelo ânus. Equinodermos: apresentam alanterna-de-Aristóteles, que tem a fun-ção de triturar. Muitos ejetam o estô-mago sobre o alimento e realizam adigestão fora do corpo. Esquema de tubo digestório incompleto da planária – a única cavidade é a boca210capítulo 14
  • 209. bocafaringe esôfagopapo moelaintestino ânus minhocaTubo digestivo completo da minhoca, um anelídeo.esôfago papo estômago reto ânusgafanhotoboca glândulas salivarescecos gástricosintestino Tubo digestivo completo do gafanhoto, um artrópode.DIGESTÃONOSV E RT E B R A D O SOs peixes cartilaginosos apresentam a válvula espiral denominadatiflosole, que aumentam a superfície de absorção dos alimentos. Os pei-xes ósseos apresentam cecos, que são expansões da parede intestinal,também com a finalidade de aumentar a superfície em contato com oalimento. Nas aves o alimento é amolecido no papo, de onde segue para oestômago, dividido em proventrículo (estômago químico) e moela (estô-mago mecânico). No intestino, além da digestão, ocorre também a absor-ção; as fezes se formam na porção final do intestino, sendo eliminadaspelo ânus nos protocordados, nos peixes ósseos e mamíferos e nos pei-xes cartilaginosos, anfíbios, répteis e aves, as fezes são eliminadas peloorifício denominado cloaca, onde desembocam também os sistemasurinário e reprodutor.capítulo 14 211
  • 210. Tiflosole de peixes cartilaginosos e cecos de peixes ósseos Esquema do sistema digestivo das aves Nos ruminantes – cavalo, vaca, carneiro, girafa e outros –, o estôma-go é constituído por quatro câmaras: rúmen ou pança; retículo ou barrete;omaso ou folhoso; abomaso ou coagulador. O alimento ingerido fica retidono rúmen, no qual bactérias e protozoários digerem a celulose. Após aação das bactérias, os alimentos parcialmente digeridos passam para obarrete, e do barrete retorna à boca, onde é mastigado (ruminação). Oalimento é reingerido e vai para o folhoso, no qual inicia a reabsorção doexcesso de água. Do folhoso é encaminhado ao coagulador, onde ocorrea digestão química pela ação do suco gástrico. Depois o alimento é enca-minhado ao intestino, onde inicia seu processo de absorção.212capítulo 14
  • 211. Estômago de ruminante. Vários compartimentos para tratamento do alimentoDIGESTÃOHUMANAA digestão é extracelular, o sistema digestório é completo, formadopor um longo tubo, que se estende da boca ao ânus. Entre a boca e oânus, vamos encontrar os seguintes órgãos intermediários: faringe,esôfago, estômago e intestinos (delgado e grosso). Fazendo parte do sis-tema digestório, existem glândulas anexas, produtoras de secreções quesão lançadas no tubo digestivo, auxiliando no processo da digestão. Sãoelas: as glândulas salivares, o fígado e o pâncreas. boca faringeglândulassalivaresestômagotraquéiaesôfagofígado pâncreasvesículacólonbiliartransversalduodeno intestinointestinojejunocólondelgadoascendente grossoíleo cecocólonapêndiceânus retodescendenteSistema digestivo humanocapítulo 14 213
  • 212. Boca: cavidade destinada a ingerir os alimentos, na qual ocorre amastigação e insalivação dos mesmos. Na boca são encontrados os dentes, a língua e as glândulas saliva-res, órgãos que auxiliam no processo de digestão dos alimentos.Dentes: auxiliam na trituração e mastigação dos alimentos.Um dente é formado de três partes: coroa, colo e raiz; e por algumascamadas: a mais externa é o esmalte, em seguida, a dentina, e mais inter-na é a polpa. Na polpa existe uma arteríola, uma vênula e um nervo. A raizé revestida pelo cimento, que é um tecido ósseo. esmaltedentinacavidadecoroa da polpa gengivacemento raiznervos e vasossanguíneosOs constituintes de um dente humano Língua: é um órgão musculoso. Na sua superfície apresenta corpúscu-los táteis e quimiorreceptores. A língua participa da deglutição dos alimentos,contribui para a articulação das palavras e é o órgão sede do paladar.Glândulas salivares: são três pares de glândulas: as parótidas, assubmaxilares e as sublinguais. Sob o estímulo do cheiro e do sabor dosalimentos, as glândulas salivares produzem a saliva, que apresenta em suacomposição a enzima ptialina ou amilase salivar, a qual atua, por sua vez,sobre o amido, iniciando sua digestão, transformando o amido em maltose.A saliva lubrifica e dilui os alimentos, facilitando sua mastigação, gustaçãoe deglutição.214capítulo 14
  • 213. glândula parótida glândula sublingualglândulasubmaxilar Localização das glândulas salivares na espécie humana Faringe: órgão em forma de canal, comum ao aparelho digestivo erespiratório. O alimento deglutido é jogado na faringe, que se contrai vo-luntariamente, empurrando o alimento para o esôfago. Esôfago: canal musculoso, com movimentos peristálticos involun-tários, controlados pelo sistema nervoso autônomo. O esôfago atravessao tórax, ligando a faringe ao estômago. As fortes contrações peristálticasdo esôfago empurram o alimento em direção ao estômago. A entrada doalimento no estômago é controlada pela válvula cárdia.Estômago: órgão resultante da dilatação do tubo digestivo, situadona cavidade abdominal. Sua porção inicial recebe o nome de cárdia; apre-senta na sua parte superior uma pequena curvatura e na parte inferioruma grande curvatura; sua parte mais dilatada recebe o nome de regiãofúndica. Em sua porção final ocorre um estreitamento, que recebe o nomede esfíncter pilórico, o qual faz divisa com o duodeno, início do intestinodelgado.capítulo 14 215
  • 214. ramo do nervo vagofundo gástrico esôfagoângulo docárdia fibras musculares corpo do circulares estômago fibras grande musculares curvatura longitudinais fibras muscularespequena oblíquascurvaturapiloro duodeno Anatomia externa do estômago Chegando ao estômago, o alimento estimula a produção do hormôniogastrina pelas células da mucosa do estômago. Sob a ação desse hor-mônio, as células da região fúndica passam a produzir o suco gástrico, quecontém ácido clorídrico e pepsinogênio. O ácido clorídrico apresenta o pHácido (por volta de 2), e em meio ácido o pepsinogênio é transformado empepsina (enzima ativa). A pepsina atua sobre as moléculas de proteína de-compondo-as em moléculas menores, mas de natureza protéica – asproteoses e peptonas. No estômago, também são encontradas as enzimasmucina e renina ou lab-fermento, que coagula o leite. Após permanecer noestômago algumas horas , o alimento ganha o aspecto de uma massa pasto-sa denominada quimo. Através do esfíncter pilórico o quimo chega ao duodeno. Intestino delgado: Chegando ao duodeno – porção inicial do intesti-no delgado –, o quimo apresenta uma certa acidez, que provoca umareação nas paredes do duodeno, o qual passa a produzir dois hormônios:a secretina e a colecistocinina, que, por sua vez, são lançados na corren-te sanguínea. A secretina vai atuar no pâncreas, estimulando-o a produziro suco pancreático, que será lançado no duodeno. O hormônio colecis-tocinina vai atuar sobre a vesícula biliar (bolsa armazenadora de bile,216capítulo 14
  • 215. fabricada pelo fígado), provocando contrações, até que ocorra a libera-ção da bile, a qual é lançada no duodeno juntamente com o suco pancre-ático.Além do suco pancreático e da bile, o quimo sofre também a ação dosuco entérico, produzido pelas células da parede do intestino, e se trans-forma em quilo, que apresenta o pH alcalino por volta de 8. Os sucos digestivos são ricos em enzimas, que atuam sobre os ali-mentos ajudando na digestão dos mesmos. As principais enzimas são:amilase – digere o amido Presentes no suco pancreático tripsina – digere a proteínalipase – digere a gordura lactase – digere lactose maltase – digere maltose Presentes no suco entéricosacarase – digere sacarose erepsina – digere peptídios enteroquinase – ativa o tripsinogênioA bile não contém enzimas, mas possui sais minerais que emulsionamas gorduras.Intestino grosso: parte do alimento não absorvido no intestino del-gado passa para o ceco, porção inicial do intestino grosso que atravessaa válvula ileicecal. Uma grande quantidade de água acompanha os resí-duos alimentares.A região do ceco, em sua parte inferior, tem o apêndice, e em suaporção superior, o cólon ascendente; em seguida, o cólon transversal, ocólon descendente e o reto. Na região do ceco, os resíduos alimentares jáconstituem o bolo fecal, que, devido aos pigmentos biliares, apresenta cormarrom. Grande parte do volume de água que acompanha o bolo fecal éreabsorvida ao longo do intestino grosso.SISTEMAR E S P I R AT Ó R I OA obtenção da energia necessária à manutenção do metabolismo dá-se por meio da respiração celular, que ocorre nas mitocôndrias.capítulo 14217
  • 216. A respiração pode ser anaeróbica (fermentação) ou aeróbica.Nos animais distinguem-se as seguintes estruturas respiratórias:a) Respiração por difusão – As trocas gasosas são imediatas entre as células e o meio físico. Ocorre em organismos unicelulares, nos espongiários e nos cnidários.b) Respiração cutânea – Atráves da pele, a respiração cutânea pode ser direta, como ocorre com os platelmintos; a difusão dos gases se dá por toda a superfície do corpo e logo a seguir pelas células mais profundas do corpo. É um transporte célula a célula.PlanáriaA respiração cutânea indireta é a observada na minhoca. Logo abai-xo da cútis, existem vasos sanguíneos superficiais. Esses vasos absor-vem oxigênio, conduzindo-o para os tecidos mais profundos. Ao mesmotempo liberam o dióxido de carbono para o exterior.Abaixo da epiderme da minhoca (1), correm vasos sanguíneos (2) que conduzem o O2para a intimidade do corpo e descarregam o CO2 para o exterior.218capítulo 14
  • 217. Respiração traquealÉ realizada por meio de traquéias – delgados tubos ramificados quelevam o oxigênio à intimidade dos tecidos. Como as traquéias levamoxigênio diretamente a todas as células, o sangue perde o seu papel detransportar oxigênio. Por isso, nos animais de respiração traqueal, comonos insetos e as centopéias, o sangue é pobre em hemáceas, apresen-tando a cor branca-leitosa, chamado hemolinfa.A respiração traqueal dos insetos Respiração branquial As brânquias são estruturas ricamente vascularizadas, especializadasem absorver o oxigênio dissolvido na água em estado gasoso e eliminarCO2 proveniente das células. As brânquias podem ser externas e são mais primitivas; ocorrem nospoliquetas, crustáceos, larvas aquáticas de alguns insetos e larvas de anfíbios. Uma larva de salamandra mostrando suas brânquias externas permanentescapítulo 14 219
  • 218. Nos peixes, as brânquias são internas. São expansões da faringe ese abrem para o exterior por meio de fendas laterais junto à cabeça. Aágua entra pela boca, passa pelas brânquias e sai pelo opérculo (abertu-ra das brânquias).Passagem da água: a água entra pela boca, passa pelas brânquias e sai pelaabertura do opérculoRespiração pulmonar Os pulmões podem ser saculiformes ou parenquimatosos. Os primei-ros aparecem pela primeira veznos anfíbios adultos. Neles, ospulmões são simples “sacos” aé-reos contendo pequena superfí-cie de trocas gasosas. A relativaineficiência dos pulmões quantoà superfície de trocas é compen-sada pela respiração efetuadapela pele umedecida (cutânea).Os répteis apresentam umpulmão intermediário, ou seja, parenquimatoso rudimentar. Usam os mús-culos das costelas para aumentar a caixa torácica, bombeando o ar paradentro do pulmão.220capítulo 14
  • 219. As aves possuem pulmões pe-quenos associados a sacos aéreos,a partir dos quais pequenos canaisconduzem o ar até a interior dosossos pneumáticos. Na base datraquéia as aves possuem a serin-ge, órgão responsável pela emissãodos sons. Os pulmões parenquimatososatingem grande desenvolvimentonos mamíferos, encerrando milhões de alvéolos, que oferecem uma imensasuperfície de trocas gasosas, entre o ar e o sangue.S ISTEMA RESPIRATÓRIO HUMANOApresenta os seguintes órgãos:Vias aéreas superiores: fossas nasais, faringe e laringe Vias aéreas inferiores: traquéia, brônquios, bronquíolos e pulmõesparenquimatosos revestidos por uma membrana — a pleura. O pulmão direi-to é dividido por dois sulcos em três partes denominadas lobos. O esquerdoé dividido por um sulco em dois lobos. A passagem da faringe para a laringese faz pela glote, que é recoberta pela epiglote. Na laringe situam-se as cor-das vocais. Os movimentos de expansão e retração dos pulmões são passi-vos e estão na dependência do aumento ou da diminuição dos diâmetroshorizontal e vertical da caixa torácica. E essas variações são controladas pornervos do sistema nervoso autônomo, que comandam as contrações dosmúsculos intercostais e do diafragma. O comando é involuntário. capítulo 14221
  • 220. pulmão direitotrilobado laringe lobo superior traquéia pulmão esquerdo direitobilobadobrônquiolobo superior esquerdoprincipal brônquio principaldireito esquerdolobo médiobronquíololobo inferior alvéolodireitolobo inferior esquerdoO aparelho respiratório humanoV ENTILAÇÃO PULMONARVentilação pulmonar são as trocas gasosas que ocorrem entre o aratmosférico e os alvéolos pulmonares, e é realizada por dois processos: ainspiração e a expiração.Inspiração – é a entrada de ar nos pulmões.Para que ocorra, o diafragma — músculo que separa o tórax do abdo-me — se contrai e abaixa. Os músculos intercostais se contraem e ele-vam as costelas, aumentando o volume da caixa torácica e diminuindo apressão no interior dos pulmões, que se dilatam ocupando todo o espaço. Expiração – é a saída do ar dos pulmões, o processo inverso ao dainspiração. O diafragma e os músculos intercostais relaxam. Diminui oespaço da caixa torácica, aumenta a pressão no interior dos pulmões e oar é expelido. Ao conjunto da inspiração e expiração, dá-se o nome de movimentorespiratório, e freqüência respiratória é o número de movimentos respira-tórios por minuto. A freqüência humana é da ordem de 18 por minuto. As trocas gasosas, no que tange os alvéolos pulmonares (hematose),ocorrem em função das diferenças de pressão parcial de O2 e de CO2 nosangue e no ar alveolar. Também pelo mesmo mecanismo observam-seas trocas gasosas dos capilares, nos tecidos.222 capítulo 14
  • 221. cavidade bronquíolo nasalalvéolovênulaseccionado arteríola faringe epiglote bocalaringe (atrás da cartilagem tireóide) traquéia saco pleuralrede depara a esquerdocapilaresveia brônquiopulmonar esquerdo interioralveolar costelasbronquíolo capilar sanguíneo pulmãoda artéria coração pulmonar esquerdo pulmãodiafragmahemácias direitoDiversos aspectos (macroscópicos e microscópicos) do sistema respiratório humano.À direita, representação da hematose. O oxigênio é transportado pelo sangue, quase que integralmente nointerior das hemáceas, combinando com a hemoglobina (Hb), formando aoxiemoglobina: tecidosO2 + hemoglobina ———————> oxiemoglobina <———————pulmões Já o CO2 é transformado pelo sangue sob a forma de íons carbonato_(HCO 3) ligados à hemoglobina ou dissolvidos no plasma. Cerca de 70% doCO2 são transportados sob a forma de íons bicarbonato. Nesse caso, o CO2liberado pelas células entra no interior das hemácias e, sob ação da enzimaanidrase carbônica, reage com a H2O, formando ácido carbônico (H2CO3).+_O ácido carbônico dissocia-se em íons H e íons HCO 3 que são libera-dos no sangue. O CO2 transportado sob a forma de íons carbonato é defundamental importância para a manutenção do equilíbrio ácido básico dosangue.capítulo 14 223
  • 222. Cerca de 25% de CO2 são transportados, ligados à hemoglobina, for-mando a carboemoglibina, um composto instável que, ao chegar aos pul-mões, dissocia-se rapidamente, liberando gás carbônico (CO2). Cerca de5% são dissolvidos no plasma.S ISTEMA CIRCULATÓRIOÉ o sistema encarregado de transportar substâncias pelo corpo, taiscomo: O2, CO2 nutrientes, excretas, hormônios etc. Possibilita também a ,manutenção do equilíbrio hidrossalínico do organismo, a defesa do orga-nismo pelas atividades leucocitárias, transporte de anticorpos e a conser-vação da temperatura nos homeotérmicos:T IPOS DE SISTEMAS CIRCULATÓRIOS Aberto ou lacunar – presente nos moluscos e artrópodes.Neste sistema não existem capilares. O sangue deixa o vaso próximo àcabeça, caindo em lacunas ou hemoceles (espaços existentes entre osórgãos), onde passa a circular livremente em contato direto com os tecidos,sendo recolhido na região posterior do corpo pelo mesmo vaso lacunosodorsal. Assim, o sangue retorna ao meio intravascular.Circulação aberta de uma aranha (esquemático). O sangue circula ora dentro de vasos,ora fora delesFechado – Presente nos anelídeos, moluscos cefalópodes e verte-brados. O sangue circula estritamente dentro de vasos. Os vasos ramifi-cam-se por todo o corpo, originando capilares tão finos que permitem astrocas gasosas e metabólicas entre o sangue e as células. É um proces-so mais rápido e eficiente.224capítulo 14
  • 223. corações lateraisvaso sanguíneo dorsalvaso sanguíneo ventralCirculação fechada em anelídeosCirculação fechada simples – Presente nos peixes, com exceçãodos peixes dipnóicos.Ocorre quando um único tipo de sangue passa pelo coração. O cora-ção é dotado de apenas duas câmaras (um átrio e um ventrículo). O átriorecebe sangue venoso, que é bombeado pelo ventrículo até as brânquias,onde ocorre a hematose, transformando-se em sangue arterial. átrio seio venoso vaso dorsalcapilares ventrículovaso ventral bulbo capilares dascoração brânquiasPeixes Esquema do coração do peixeCirculação fechada dupla – Ocorre quando o sangue passa duasvezes pelo coração num circuito completo pelo corpo. É mais vantajosa,pois bombeia o sangue para o corpo com maior pressão. Circulação dupla incompleta – Presente nos peixes dipnóicos, an-fíbios e répteis. Ocorre quando existe apenas um ventrículo, e o sanguearterial mistura-se com o venoso no coração. veiasaorta dorsal átrio esquerdoAD AE V átrio direitoventrículo capilarescoração dos pulmões AnfíbiosEsquema do coração de anfíbiocapítulo 14 225
  • 224. capilares dospulmões aorta dorsal AD AEVcoraçãocapilaresRépteisEsquema do coração de réptil Circulação dupla completa – Presente nos homeotérmicos (aves emamíferos). O coração é dotado de quatro câmaras completamente divi-didas. Garante uma eficiente oxigenação dos tecidos, contribuindo para oalto metabolismo celular das aves e dos mamíferos.capilares dos pulmõesaorta aortaADAEcoração VD VE capilares AvesEsquema do coração de ave aortacapilares aortados pulmões ADAEcoração VD VEcapilares MamíferosEsquema do coração de mamíferoV ASOS SANGUÍNEOS : TIPOS E CARACTERÍSTICASArtérias – vasos eferentes em relação ao coração; transportam san-gue do coração para os tecidos; são dotadas de uma parede musculosa eespessa, bastante elástica e com pulsações.226capítulo 14
  • 225. Veias – vasos aferentes em relação ao coração. Transportam sanguedos tecidos para o coração. Suas paredes são finas e pouco elásticas,com válvulas internas que impedem o refluxo do sangue.Capilares – vasos de calibre fino e permeáveis. camada interna { endotélio VEIAARTÉRIA endotélio } camada interna camada{ tecido elásticointermediária músculo liso músculo liso} tecido elástico camada intermediária CORAÇÃO camada externa { tecido conjuntivo} camadatecidoconjuntivo externa CAPILARESarteríolas veiavênulas endotélio músculo corporal válvulasArtérias e veias apresentam algumas diferenças ilustradas no esquema acima, quetambém mostra a fina parede capilar, por onde ocorrem as trocas entre o sangue eos tecidos.Circulação humana – A circulação humana pode ser definida comofechada, dupla e completa, igual em todos os mamíferos.Coração – É um órgão musculoso e oco, situado no tórax entre ospulmões, voltado para o lado esquerdo. A musculatura dotada de movi-mentos é o miocárdio. O miocárdio é revestido externamente por umamembrana serosa – o pericárdio –, e internamente pela membrana serosaendocárdio.O coração apresenta quatro cavidades: duas aurículas ou átrios edois ventrículos. A aurícula direita comunica-se com o ventrículo direitopela válvula tricúspide, e a aurícula esquerda comunica-se com o ventrículoesquerdo por meio da válvula mitral.capítulo 14227
  • 226. veia cava superior Coração humano: aspecto interno artéria aorta artériaartériapulmonartroncopulmonarátrio direitoveias pulmonares átrio esquerdo valva tricúspidevalva mitralventrículoesquerdo veia cava inferior endocárdio miocárdioventrículo direitoMOVIMENTOS DOCORAÇÃO Diástole – o miocárdio se relaxa, e o coração enche de sangue. Sístole – o miocárdio se contrai, e o sangue é expulso do coração.DIÁSTOLE DOS VENTRÍCULOSOs átrios direito e esquerdo se contraem, forçando a passagem dosangue para os ventrículos, que ainda estão relaxados.228capítulo 14
  • 227. Os ventrículos se contraem, forçando a passagem do sangue para ospulmões, para oxigenação, e pela aorta, para os tecidos do corpo. SÍSTOLE DOSVENTRÍCULOS Os movimentos de diástole e sístole recebem o nome de batimentoscardíacos. Na espécie humana a freqüência cardíaca é de 70 a 80 pulsa-ções por minuto. Cada pulsação é capaz de bombear cerca de 60 milili-tros de sangue. Em um minuto bombeia 5 litros de sangue. Batimentos do coração – O coração é um órgão auto-estimulável, oseu ritmo é controlado pelo sistema nervoso central, através do bulbo(centro cardiorrespiratório). Quando o nervo vago, sob o comando do bul-bo, libera o hormônio acetilcolina, o ritmo do coração diminui (bradicardia);quando libera o hormônio adrenalina, o ritmo aumenta (taquicardia). Oponto de origem de todos os estímulos que determinam os movimentoscardíacos situa-seno nódulo sinoatrialou marcapasso, si-tuado no átrio di-reito, e no móduloatrioventricular. Esquema de coração de mamífero e os nervos que modificam seu batimentocapítulo 14229
  • 228. A PEQUENA E A GRANDE CIRCULAÇÃOPequena circulação ou circulação pulmonarÉ a que se estabelece entre o coração e os pulmões; tem a função depromover a oxigenação do sangue.Grande circulação ou circulação sistêmicaÉ a que se estabelece entre o coração e todos os tecidos do corpo; suafunção básica é distribuir oxigênio e nutrientes para todas as células vivas. Pequena circulaçãograndecirculação Caminho do sangue – O sangue chega ao coração vindo de todasas partes do organismo, pelas veias cavas superiores e inferiores, e de-semboca no átrio direito; passa para o ventrículo direito pela válvulatricúspide. Com a contração dos ventrículos (sístole), o sangue sai pelaartéria pulmonar, indo até os pulmões, onde ocorre a hematose; volta aocoração pelas veias pulmonares (em número de quatro), que desembo-cam no átrio esquerdo, e sai pela artéria aorta, sendo distribuído paratodo o organismo.S ISTEMA EXCRETOR E OSMORREGULAÇÃOCom função de eliminar resíduos de origem celular e de manter aregulação osmótica, isto é, o equilíbrio dos fluidos corpóreos, o sistemaexcretor filtra as impurezas do nosso sangue.230capítulo 14
  • 229. Vimos no início deste capítulo que os alimentos sofrem hidróliseenzimática ao longo do tubo digestivo, no qual nutrientes são reabsor-vidos e transportados para todas as células, que os utilizam e os trans-formam em energia. De toda atividade celular sobram subprodutos quedevem ser eliminados, pois se tornam inúteis para as células. Consti-tuem produtos de excreção: água, sais, dióxido de carbono e excretasnitrogenados.Do metabolismo dos carboidratos (açúcares) e dos lipídios (gordu-ras) sobram CO2 (dióxido de carbono) e água. O dióxido de carbono éeliminado pela respiração, e a água, quando em excesso, é eliminadapela urina, pelo suor, ou por meio de expiração na forma de vapor. Dadigestão das proteínas, sobram CO2, água e produtos nitrogenadostais como: amônia, ácido úrico, uréia, pois são formados poraminoácidos, os quais possuem um agrupamento amina (NH2).Amônia – eliminada praticamente por todos os invertebrados epelos peixes ósseos; de grande toxidade, mas altamente solúvel emágua. Os seres que eliminam amônia são denominados aminiotélicos. Uréia – eliminada pelos peixes cartilaginosos, anfíbios, tartarugase mamíferos. Menos tóxica que a amônia, pode ser acumulada tempo-rariamente no corpo; sua eliminação ocorre com menor perda de água,e os animais que eliminam uréia são denominados ureotélicos.Ácido úrico – eliminado pelos insetos, répteis (lagartos e cobras)e aves. Pouco tóxico e insolúvel em água, o ácido úrico permite aoviparidade, possibilitando a vida dentro de um ovo; isso graças à suainsolubilidade em água. É eliminado junto com as fezes, na forma deuma pasta concentrada. Os animais que eliminam ácido úrico são de-nominados uricotélicos.EXCREÇÃO NOS ANIMAIS INVERTEBRADOS – Pode ocorrer pela superfíciedo corpo ou por sistemas excretores especiais.Poríferos, cnidários – os resíduos são eliminados pela superfíciedo corpo por difusão.Platelmintos – Células-flamas ou solenócitos, ou ainda protone-frídios. As células-flamas retiram os excretas presentes no líquido intracelulare elimina-os através de ductos que se abrem em poros na superfície.capítulo 14 231
  • 230. duto excretor células do corpoCélula-flama de uma planária. As setas indicam adireção do fluxo das substâncias excretadas. Anelídeos e moluscos — O sistema excretor é formado por um con-junto de nefrídeos, estruturas em forma de funil, com cílios em uma dasextremidades. Os cílios sugam os excretas do líquido celomático e sãoeliminados para o meio externo por intermédio dos nefridiósporos.a b O corpo segmentado de um anelídio (minhoca), mostrando suas nefrídias. Repare que cada nefrídia tem um pavilhão ou funil ciliado (nefróstoma) (a), do qual parte um duto que se abre para o exterior por um orifício (nefridióporo) (b), no anel seguinte do corpo do animal.232capítulo 14
  • 231. Insetos e aracnídeos – a excreção é feita pelos tubos de Malpighi.Essas estruturas retiram os excretas do sangue e os transportam até ointestino, nos quais se misturam com as fezes e são eliminadas juntocom elas.intestino posteriorintestino médiotubos de intestinoMalpighiretoTubos de malpighi (estruturas excretoras de inseto). Eles não possuem nefróstomas(aberturas de entrada).Crustáceos – a excreção é feita pelas glândulas verdes, situadasna porção ventral da cabeça. Essas glândulas coletam os excretas dosangue e eliminam-nos para o exterior por meio de poros existentes nasuperfície do corpo.TIPOS DE RINS: Nos vertebrados, os rins são os órgãos encarrega-dos da excreção. Existem três tipos de rins.metanefro: situados no abdome, são formados por glomérulos;estão presentes nos répteis, nas aves e nos mamíferos adultos. mesonefro: situados na região torácica, formados por néfronstubulares, ocorrem nos peixes e anfíbios adultos, em embriões de rép-teis, de aves e de mamíferos.pronefro: constituídos apenas de néfrons tubulares, localizam-sena posição cefálica. Presentes nos agnatos e nos embriões de todosos vertebrados.capítulo 14233
  • 232. A – Rins pronefros (segmentados, situados anteriormente na cavidade do corpo, comnefróstomas abrindo-se no celoma). B – Rins mesonefros (segmentados, desenvol-vendo-se na região média do corpo, dotados de nefróstomas e de glomérulos). C -Rins metanefros (não-segmentados, localizados na região posterior do tronco, semnefróstomas, ricos em glomérulos). córtex renal rim papila tecido adiposo artériapelve renal veia cava inferior aorta ureterureterbexiga uretraSistema Excretor humano: é formado por: 2 rins, 2 ureteres, bexiga e uretraRins: órgãos que se assemelham a grandes feijões, envolvidos poruma cápsula fibrosa junto à parede do abdome, localizados um de cadalado da coluna vertebral. Em sua parte côncava (hilo renal), penetra a234 capítulo 14
  • 233. artéria renal e saem a veia renal e o ureter. O rim humano possui cerca deum milhão de glomérulos de Malpighi. Cada glomérulo faz parte de umnéfron; cada néfron inicia-se por uma estrutura em forma de cálice, deno-minada cápsula de Bowman, por onde penetra a arteríola aferente (rami-ficação da artéria renal). No interior da cápsula, a arteríola ramifica-se eorganiza um emaranhado de vasos denominado glomérulo de Malpighi.Desse emaranhado emerge a arteríola eferente, que abandona oglomérulo. Completando a estrutura de néfrons, há os seguintes túbulos:proximal e distal; e entre eles fica a alça de Henle.arteríolaaferente cápsula deglomérulos Bowman rimtúbuloproximal artéria renal arteríola aferenteveia renaltúbulo distalureterartéria renaltúbulo coletor veia renal alça de Loop Formação da urina: A pressão do sangue ao nível do glomérulo for-ça a ultrafiltração do plasma. O líquido que passa para a cápsula deBowman é o filtrado glomerular, que possui um alto teor de água, sais,glicose, aminoácidos, vitaminas e excretas nitrogenados. No trajeto pelostúbulos, ele sofrerá a reabsorção tubular. Mais de 95% de água serãoreabsorvidos, juntamente com a água, a glicose, as vitaminas, os ami-noácidos e parte dos sais, que também são reabsorvidos. O líquido quechega aos túbulos coletores já é a urina.capítulo 14 235
  • 234. A reabsorção tubular é altamente incentivada pelos hormônios: aaldosterona (do córtex da supra-renal) estimula o transporte de íons de sódiode volta ao sangue, e o hormônio ADH (antidiurético) fabricado pelo hipotálamoé liberado pela neuro-hipófise, facilitando o transporte de água por osmose.Osmorregulação: É um dos mecanismos de homeostase. Homeostase é a constância ou preservação das condições físico-quí-micas internas dos seres vivos. Desde os protozoários ao homem, encon-tramos sistemas que regulam o pH, e a concentração osmótica, a compo-sição química e o estado coloidal do protoplasma celular, evitando que sealterem com as variações do meio ambiente.- Equilíbrio hidrossalínico de alguns vertebradosPeixes ósseos marinhos eliminam o excesso de sais pelas brânquias(transporte ativos).Peixes cartilaginosos marinhos: aumentam a concentração de uréiaem seu sangue; dessa forma a concentração do sangue se assemelha àda água.Peixes de água doce como o meio interno é hipertônico em relação aomeio externo, eliminam grande quantidade de urina, perdendo muitos saispela urina. Todavia absorvem sais pelas brânquias (transporte ativo).Répteis dispõem de glândulas especiais, localizadas junto à cabeça,próxima aos olhos, por onde excretam o excesso de sais.Seres eurealinos são os seres que suportam e adaptam-se às varia-ções de salinidade do ambiente. Ex.: salmão, truta, robalo passam do marpara os rios na época da desova. A enguia passa do rio para o mar.Seres estenoalinos não conseguem suportar variações de salinidademuito altas; morrem ao passar de um ambiente para outro.R EPRODUÇÃOReprodução é o processo pelo qual as espécies se perpetuam naface da terra. Existem dois tipos básicos de reprodução: assexuada esexuada. Na reprodução assexuada são produzidos descendentes idênti-cos ao genitor. Já na reprodução sexuada, o novo ser resulta da combi-nação de gametas, produzidos por indivíduos de sexo oposto, o que per-mite a combinação de genes. Isso resulta em descendentes genetica-mente diferentes de outros da mesma espécie.236capítulo 14
  • 235. Vejamos agora alguns tipos de reprodução assexuada:Divisão binária ou cissiparidade ou bipartiçãoReprodução assexuada, comum nos seres unicelulares. A célula é o próprio organismo; divide-se em duas partes iguais, que passam a ser novos organismos. A grande maioria de bactérias, protozoários e algas unicelulares reproduzem assexuadamente por divisão binária.Divisão múltiplaÉ o processo de reprodução assexuada em que um organismo sedivide em várias partes, e cada uma delas se desenvolve em um novoindivíduo. Esse processo pode ocorrer em organismos unicelularesou pluricelulares. A divisão múltipla pode ser subdividida em:ESPORULAÇÃO A reprodução ocorre pela liberação de esporos e, quando os mes- mos encontram condições favoráveis a sua germinação, desenvol- vem-se em novos organismos. Esporos são células haplóides, inde- pendentes, que germinam sem ser fecundados.ESTROBILIZAÇÃO Consiste numa fragmentação transversal, que ocorre em animais pluricelulares, como os celenterados ou cnidários, nos quais o pólipo — forma fixa do animal – se estrobiliza e cada parte que se destaca forma um novo ser.B R OTA M E N TO OU G E N I PA R I DA D E Consiste no aparecimento de brotos ou gêmulas na superfície do corpo de alguns organismos, que pode ou não destacar-se do corpo parental. Quando se mantêm ligados, constituem uma colônia, e quando des- tacam dão origem a indivíduos independentes. Comum em poríferos.REGENERAÇÃO Consiste em regenerar partes perdidas do corpo, ou a partir de par- tes do corpo formar um novo indivíduo. Comum nas planárias e equino- dermos.PARTENOGÊNESE Consiste no desenvolvimento embrionário do óvulo sem que ocorra fecundação. Os indivíduos resultantes são haplóides. Nas abelhas, os ovos fecundados originam sempre fêmeas, e os não fecundados origi- capítulo 14 237
  • 236. nam sempre machos, conhecidos como zangões. Portanto, todos os machos entre as abelhas são partenogenéticos.REPRODUÇÃO SEXUADA Ocorre na maioria dos grupos de seres vivos da face da terra. Envolve mistura de genes, recombinações gênicas e fecundação. Na reprodu- ção sexuada, o número de descendentes em geral é menor do que na reprodução assexuada, mas existe uma grande vantagem evolutiva, que permite arranjos de material genético, aumentando a variabilidade de caracteres dos indivíduos em uma população. Isso pode con- ferir-lhes o poder de adaptação ao meio.S ISTEMAS REPRODUTORES A estrutura dos sistemas reprodutores é semelhante na classe dosvertebrados. Tomaremos como exemplo o sistema reprodutor humano.S ISTEMA REPRODUTOR FEMININO :É CONSTITUÍDO PELOS SEGUINTES ÓRGÃOS : Ovários: são as gônadas femininas ou glândulas sexuais femininas.Em número de dois, localizados no interior da cavidade pélvica. Cada ová-rio é constituído por duas partes: uma mais interna — a medular —, quecontém grande quantidade de vasos sanguíneos; e uma parte externa oucortical em que podem ser vistos os folículos de Graaf, constituídos porcélulas foliculares que envolvem os ovócitos — células que, ao amadure-cer, darão origem aos óvulos. Além de produzir os óvulos, os ovários produzem os hormôniosestrógeno e progesterona.Tubas uterinas ou trompas de Falópio: ductos que servem comoponte de ligação entre os ovários e o útero; é no interior delas que ocorre afecundação, ou seja, a fusão do óvulo com o espermatozóide. Útero: órgão muscular cuja função é alojar o embrião, permitindo queele se desenvolva até o nascimento. Vagina: canal de comunicação com o meio externo, recebe o pênisdurante o ato sexual, e é através do canal da vagina que a criança sai nomomento do parto. A abertura da vagina, juntamente com a abertura dauretra, são protegidos pelos pequenos e grandes lábios – dobras da pele.A região de abertura recebe o nome de vulva.238 capítulo 14
  • 237. bexiga tubaováriourinária uterína úteroreto vaginaclitóris ánus uretaóstiovaginalóstio externoda uretalábio maiorlábio menorOVULOGÊNESE Formação do gameta feminino — o óvulo, célula geralmente esféricaque possui membrana protetora, ou membrana vitelina. Armazena nocitoplasma substâncias nutritivas, tais como lipídios, proteínas destina-das a nutrir o futuro embrião. Essas substâncias nutritivas são denomina-das vitelo ou plasma nutritivo. O núcleo ou vesícula germinativa e a man-cha germinativa ou núcleolo ovular compreende três fases:1 – fase de multiplicaçãoTem início na vida embrionária a partir de células diplóides, que pormitose realizam a produção de ovogônias, células precursoras dosóvulos. A produção de ovogônias inicia-se e encerra-se nessa fase.2 – fase de crescimentoAs ovogônias crescem e se transformam em ovócitos primários, oude primeira ordem ou cito I. Os ovócitos são diplóides, e essa fasedura até aproximadamente entre 7 e 8 meses de gestação, o quejustifica o seu tamanho, cerca de 1 000 vezes maior que oespermatozóide.3 – fase de maturaçãoInicia-se por volta dos 8 meses de gestação; os ovócitos primáriosiniciam a primeira divisão da meiose, até a prófase I, paralisando suadivisão nessa etapa, e permanece assim até a puberdade.Na puberdade, sob estímulos hormonais, os ovócitos I – que parali-saram suas divisões ainda na gestação da criança — dão continuidadeàs divisões, completando a primeira divisão da meiose. Cada ovócito pri-capítulo 14 239
  • 238. mário produz duas células haplóides de tamanhos diferentes: o ovócitosecundário (maior) e o glóbulo polar (menor). Ocorrendo a segunda divi-são da meiose, o ovócito secundário dá origem a duas haplóides, tam-bém de tamanhos diferentes: a maior denomina-se óvulo, e a menor,segundo glóbulo polar. Os glólulos polares são degenerados.ovócito I folículo células germinativas (2n)ovariano corpos lúteosprimário 1º – período germinativoovogônias (2n)mitoseovogônias(2n) ovário2º – período defolículoovócito IImadurocrescimentoovulação crescimentoovócito I (2n) sem divisãoEsse esquema mostra as celularmeiose Ifases da ovulogênese e primeiro glóbulo como esse processo ocorre polar (n cromos- no ovário em cada ciclo ovócito II (n somosmenstrual (do ovócito I até aliberação do ovócito II, 3º – período de cromossomos duplicados) duplicados)processo denominado maturação meiose IIovulação). No ovário, cada glóbulos ovócito está contido em um polares folículo. A cada ciclo (n)menstrual, um dessesóvulo (n) folículos inicia a maturação, segundoformando o ovócito II. O glóbulofolículo, depois que eliminou polar (n)são formadoso ovócito II, transforma-seeventualmente no corpo lúteo (ou corpoamarelo), que secretahormônios relacionados aociclo menstrual. Depois, ocorpo lúteo regride. Todoesse processo é controladopelos hormônios estrógeno,progesterona e outros.SISTEMA REPRODUTOR MASCULINOCONSTITUÍDO PELOSSEGUINTES ÓRGÃOS:Testículos: são duas glândulas localizadas no interior de uma dobrade pele, denominada saco escrotal. Os testículos são constituídos por umemaranhado de finíssimos túbulos denominados seminíferos, no interiordos quais os espermatozóides são produzidos.240 capítulo 14
  • 239. O hormônio masculino testosterona, responsável pelo desenvol-vimento dos caracteres sexuais masculinos, é fabricado nos testículospor células denominadas Leydig ou células intersticiais.Epidídimos: partem dos túbulos seminíferos e têm um calibre maior;sua função é armazenar temporariamente os espermatozóides.Canal deferente: parte dos epidídimos, tem um calibre maior e pas-sa pelas virilhas; em seguida atravessa a cavidade abdominal, contorna abase da bexiga, sofre uma dilatação denominada ampola — na qual recebeo líquido seminal fabricado pela vesícula seminal. Em seguida atravessa apróstata, recebendo o líquido prostático, e vai eliminar o esperma ou sêmen(conjunto dos espermatozóides e dos líquidos seminal e prostático) pela uretra.Vesículas seminais: também são em número de duas, localizam-se aolado da próstata; contribuem para a formação do sêmen, pois fabricam olíquido seminal.Próstata: glândula produtora de secreção que faz parte da composiçãodo esperma e é lançada no ducto ejaculador, que é uma continuação docanal deferente e desemboca na uretra.Glândula de Cowper ou glândulas bulbouretrais: sob a ação dos es-tímulos sexuais, produz um muco de consistência lubrificadora que tem porfinalidade auxiliar no ato sexual.Uretra: canal comum aos sistemas urinário e reprodutor. Inicia-se na bexi-ga urinária, atravessa a próstata e o pênis, recebendo as secreções das glân-dulas de Cowper, os espermatozóides e os fluidos prostáticos e seminais queformam o esperma ou sêmen. Durante o ato sexual sofre intensos movimentosperistálticos, projetando o esperma para fora. É o processo da ejaculação.Pênis: é o órgão copulador masculino. Abriga grande parte da uretra, ocorpo esponjo e o corpo cavernoso. Quando estimulado, ocorre dilataçãodas artérias e grande quantidade de sangue fica retida nos tecidos esponjo-sos, fazendo com que o pênis aumente seu volume, tornando-se rijo e ereto. corpos bexiga urináriapróstata cavernosos ductoejaculatóriouretra vesícula seminalânus pênis ducto glandedeferenteescrotoepidídimo testículo capítulo 14 241
  • 240. E S P E R M ATO G Ê N E S E Formação do gameta masculino — espermatozóide. Trata-se de umacélula minúscula, altamente especializada, com formato hidrodi-nâmico, cujas características constituem adaptações que facilitam sua lo-comoção em meio líquido. A cabeça — parte volumosa da célula — é formada pelo núcleo, oqual se encontra envolvido por uma fina camada de citoplasma. Na parteanterior da cabeça, há uma bolsa cheia de enzimas digestivas, originadado complexo de Golgi, denominada acrossomo, cuja função é perfurar oóvulo no momento da fecundação. Após a parte intermediária, existe oflagelo, cujos movimentos permitem a locomoção dos espermatozóidesaté o óvulo (gameta feminino). Sua formação compreende quatro fases.1 – fase germinativa ou de multiplicação Células germinativas, diplóides, precursoras dos espermatozóides, dividem-se por mitose, originando as espermatogônias, que são cé- lulas diplóides. No sexo masculino, a fase de multiplicação pode ocorrer durante toda a vida do indivíduo.2 – fase de crescimento É uma fase rápida, em que as espermatogônias tornam-se maiores, passando a denominar-se espermatócito I, ou de primeira ordem, ou simplesmente cito I. Até essa fase de crescimento, as células são diplóides.3 – fase de maturação Os espermatócitos de primeira ordem passam por meiose, originan- do quatro células haplóides, que podem apresentar caracteres dife- rentes devido à ocorrência de crossing-over e permutas gênicas no início da divisão I da meiose. Na primeira divisão meiótica, cada espermatócito de primeira ordem origina dois espermatócitos de se- gunda ordem — ou cito II — que já são células haplóides. Na segun- da divisão da meiose, cada espermatócito II origina duas células haplóides, denominadas espermátides.4 – fase de diferenciação ou espermiogênese Cada espermátide sofre grandes transformações, dando origem aos espermatozóides.242capítulo 14
  • 241. F UNÇÕES DE RELAÇÃOÓ RGÃOS DOS SENTIDOSPor meio dos órgãos dos sentidos os animais são capazes de relacio-nar-se com os ambientes externos e internos do corpo.É possível distinguir estímulos sonoros, luminosos, odoríferos,gustativos e dolorosos. A sensibilidade que permite identificar todas es-sas variações deve-se à múltipla variedade de neurônios presente no cé-rebro, e cada um reage de forma diferente quando estimulado. Na percep-ção dos sentidos atuam neurônios receptores, condutores e transforma-dores. O conjunto de receptores responsáveis pelas funções de relação étambém chamado de sistema sensorial.VISÃONos animais superiores, os receptores da visão são os olhos. Eminvertebrados distinguem-se olhos simples (ocelos) e olhos compostos(formados por numerosos omatídios). O olho humano é formado pela superposição de três envoltórios: aesclerótica (branco do olho), que na sua parte anterior é transparente esaliente e recebe o nome de córnea; a coróide, parte intermediária e ricaem vasos sanguíneos, responsáveis pela nutrição do olho. Na parte ante-rior da coróide forma-se a íris, músculo pigmentado responsável pela cordo olho, com capacidade de se contrair e relaxar. No centro da íris existeum orifício denominado pupila, por onde a luz penetra no olho. Atrás dapupila, encontra-se o cristalino, lente biconvexa com alto poder de acomo-dação, proporcionada pela contração ou relaxamento dos músculos ciliares. A camada mais interna é a retina, que apresenta neurônios e célulasfotossensíveis. Na parte que fica dentro do globo ocular existe uma região àqual chega a luz, denominada mácula lútea, em cujo centro está a fovea centralis.Na mácula líntea encontram-se células capazes de identificar estí-mulos luminosos: os cones e os bastonetes. Os cones encontram-se nafovea centralis e permitem perceber as cores. O bastonetes localizam-sena periferia da mácula líntea e percebem os contrastes entre claro e es-curo, permitindo identificar imagens, mesmo em ambientes obscuros. A formação da imagem: Até chegar à retina, a luz atravessa a pupila,o humos aquoso (líquido transparente localizado entre a córnea e a íris),o cristalino (que focaliza a imagem na fovea centralis) e o humor vítreo capítulo 14 243
  • 242. (líquido transparente, localizado entre o cristalino e a retina). A luz chega à retina, suas células, estimuladas, enviam ao encéfalo os impulsos ner- vosos através do nervo óptico. escleróticaíriscâmaracoróide túnicasposterior, retinacom humor córnea vítreoponto cegoocelos Foveacristalino centraliscâmaraanteriornervoligamentosópticosuspensores Planária do cristalinomúsculo externo O olho compostoOlho humanode um artrópode A LGUNS DEFEITOS DA VISÃOPresbiopia (vista cansada): Com a idade, o cristalino perde a capaci- dade de acomodação, dificultando a focalização dos objetos próximos. Essa dificuldade pode ser corrigida com lentes convergentes.Miopia: Ocorre quando o globo ocular é mais longo que o normal. Em conseqüência, a imagem é focalizada antes da retina. O míope tem dificulda- de de enxergar de longe. A correção dessa dificuldade pode ser feita com lentes divergentes. A hipermetropia é o inverso da miopia.Astigmatismo: A curvatura defeituosa da córnea direciona os raios lumi- nosos de maneira desigual, fazendo com que as imagens refletidas fiquem fora de foco. A correção dessa dificuldade pode ser feita com lentes cilíndricas. Daltonismo: Incapacidade de identificar as cores, devido a uma defi- ciência genética. A dificuldade maior está nas cores vermelho e verde. AUDIÇÃO Praticamente a audição surgiu a partir dos vertebrados, e o órgão da audição é o ouvido. Em sua grande maioria os invertebrados não possuem o sentido da au- dição; alguns apresentam órgãos mais relacionados ao equilíbrio do que à audição, e esses órgãos podem estar localizados no abdome, no tórax, nas patas. Alguns insetos produzem sons esfregando as patas contra as asas. 244capítulo 14
  • 243. AUDIÇÃO NOS V E RT E B R A D O SPeixes: além da linha lateral que acusa vibrações da água e algunssons emitidos por outros animais, os peixes apresentam o ouvido interno, oqual está mais relacionado ao equilíbrio do que à audição. Nos vertebrados terrestres o ouvido possui a capacidade de amplifi-car os sons. Nos anfíbios, a membrana timpânica ou tímpano amplia o som etransmite as vibrações para o ouvido médio. Nos répteis e nas aves: ocorre o mesmo processo que nos anfíbios.A diferença está mais na parte externa, pois os répteis e as aves já apre-sentam um pavilhão auditivo externo rudimentar e o tímpano fica em umadepressão da cabeça: o ouvido médio.AUDIÇÃONOSMAMÍFEROSO ouvido, que é o órgão receptor da audição, divide-se em três regiões:Ouvido externo: formado pelo pavilhão da orelha e pelo canal auditivoexterno. Mostra-se fechado internamente pelo tímpano. Ouvido médio: com um formato de caixa, contendo em seu interior trêsossículos (martelo, estribo e bigorna) responsáveis pela propagação das vi-brações do som, comunica-se com o ouvido interno e com a faringe, porintermédio da trompa de Eustáquio ou tuba auditiva. Ouvido interno: aí está situado o labirinto; abrange o vestíbulo (utrículocom três canais semicirculares) e a cóclea ou caracol. Nos canais semicircu-lares encontram-se estruturas que permitem a percepção da posição do cor-po (noção de equilíbrio). Na cóclea estão presentes estruturas que permitema percepção dos sons e ruídos, chamadas órgãos de Corti. Do ventrículo sai o nervo vestibular, que vai terminar no cerebelo. Dacóclea sai o nervo coclear, que vai ao cérebro. Num certo ponto os dois sejuntam e formam o nervo acústico. Interpretação dos sons e ruídos: o som chega ao pavilhão auditivo,passa para o interior do canal auditivo externo e provoca vibração no tím-pano. Os ossículos presentes no ouvido médio recebem essas vibraçõese as transmitem à membrana da janela da oval; daí as vibrações atingema endolinfa (líquido que preenche os canais semicirculares). Em seguidaas vibrações da endolinfa excitam as células ciliadas sensitivas do órgãode Corti, de onde o nervo coclear se encarrega de transmitir os estímulosaté o centro da audição, localizado nos lobos temporais do córtex cere-bral, produzindo a sensação de som. capítulo 14 245
  • 244. O L FATO O sentido do olfato é captado pela mucosa pituitária, localizada nacavidade nasal. Na mucosa pituitária estão presentes quimiorreceptorescapazes de perceber o estímulo provocado por moléculas ou partículaslevadas pelo ar e depositadas sobre a superfície úmida da mucosa. Quandoisso ocorre, as terminações nervosas presentes na pituitária geram im-pulsos nervosos, que são transmitidos aos centros cerebrais, onde sãointerpretados e se tornam conscientes. Graças ao olfato os animais po-dem localizar alimentos, parceiros sexuais, predadores a distância. Emalguns invertebrados, como os insetos, os quimiorreceptores olfativos estãoespalhados pelo corpo, e comumente localizam-se nas antenas.P A L A DA R OU G U S TA Ç Ã OO órgão sede é a língua. A gustação permite aos animais identificarsubstâncias pelo contato físico entre os receptores químicos e as subs-tâncias a serem identificadas.Os corpúsculos gustativos responsáveis pela gustação encontram-se distribuídos pela língua — papilas gustativas. As papilas apresentam-se salientes na superfície da língua e são formadas por células epiteliaismodificadas; apresentam também microvilosidades que reagem a diver-sos tipos de substâncias químicas, e terminações nervosas.As papilas gustativas são de três tipos: caliciformes, fungiformes efiliformes. As caliciformes apresentam um formato de cálice, localizam-se nabase superior da língua e são sensíveis ao sabor amargo; as fungi-formes encontram-se na superfície mediana da língua e são mais sensí-veis aos sabores ácido, salgado e doce; as filiformes situam-se em toda aface superior da língua e têm função tátil.São encontradas papilas gustativas nas patas de certos insetos enos tentáculos do polvo.TATO Os órgãos sede são a pele e as mucosas. Tanto a pele como as mucosas são dotadas de corpúsculos senso-riais, responsáveis pela percepção de calor, frio, dor e pressão.Nos invertebrados, os receptores tácteis são encontrados nos tentá-culos dos celenterados e nas antenas dos artrópodes.246capítulo 14
  • 245. No homem as terminações nervosas podem ser encontradas livres esão responsáveis pela percepção da dor. Já os corpúsculos sensoriaisapresentam atividades específicas.Corpúsculos de Meissner: responsáveis pelo tato superficial. (Fig 14.49)Corpúsculos de Vater-Paccini: receptores da pressão. (Fig 14.50)Corpúsculos de Ruffini: responsáveis pela percepção do calor. (Fig 14.51)Corpúsculos de Krause: responsáveis pela percepção do frio. (Fig 14.52)Fig. 14.49Fig. 14.50Fig. 14.51Fig. 14.52SISTEMA DE S U S T E N TA Ç Ã OOSSOS E MÚSCULOSOs vertebrados, de um modo geral, possuem um rígido sistemaintegrado, formado por ossos, músculos e articulações, responsáveispelos seus movimentos, pela sua sustentação e também com finalida-de de proteção, principalmente de órgãos internos.Ossos: órgãos que constituem o esqueleto nos vertebrados (comexceção dos peixes cartilaginosos). São tecidos vivos que se desen-volvem junto com o animal, sendo responsáveis pelo aumento de ta-capítulo 14247
  • 246. manho do corpo, protegendo o sistema nervoso central, respondendopela produção das células sanguíneas. O esqueleto pode ser de carti-lagem – como o esqueleto provisório dos embriões ou os peixescondrictes – ou de ossos, como nos vertebrados. Divide-se o esqueleto dos vertebrados em duas partes: axial eapendicular.ESQUELETO AXIALConstituído pelo crânio, coluna vertebral, costelas e esterno.Crânio: caixa óssea ou cartilaginosa que protege principalmente osórgãos dos sentidos e o encéfalo. O crânio compreende o neurocrânio,que protege o encéfalo, e o esplancnocrânio, que forma a face. Coluna vertebral: formada por ossos articulados denominadosvértebras. Na espécie humana há 33 vértebras, cada uma apresentan-do as seguintes partes: o corpo: os arcos e as apófises (prolongamen-tos das vértebras). Como as vértebras se dispõem umas sobre as ou-tras, o conjunto de arcos neurais forma o canal vertebral, em cujo inte-rior está a medula espinhal. Vista anteriorVista lateral esq.colunacervicalcolunatorácica Vértebra torácicacolunalombarprocessoforamesacro espinhosovertebralcóccix processocorpo datransverso vértebraColuna vertebral Vértebra cervical248 capítulo 14
  • 247. As costelas formam a cai-escápulaesternoombroxa torácica: são 12 pares. Na ou cintura clavículaparte posterior prendem-se as escapularcostelaapófises de coluna vertebral.Na parte anterior do tronco, oscartilagem costaldez primeiros pares presos aoesterno e os dois últimos livressão as costelas flutuantes.costelaverdadeira costela costelaTórax: vista anteriorflutuante espúria vértebra torácicaESQUELETOAPENDICULAR Constituído pela cintura escapular e pelos membros anteriores, e pelacintura pélvica com os membros inferiores. A cintura escapular (ombro) é formada pelos ossos: clavícula, escápulae corocóide. A cintura pélvica (bacia) é formada pelos ossos íleo, ísquio e púbis. Nos vertebrados, os membros anteriores dividem-se em braço, ante-braço e mão. No braço existe um único osso – o úmero –; no antebraço,dois ossos – o rádio e o ulna (cúbito). Na mão estão o carpo, o metacarpo e as falanges. Os membros inferiores dividem-se em: coxa, perna e pé. Na coxa, um único osso – o fêmur –; na perna, dois ossos – a tíbia ea fíbula (perônio) –; e no pé – o tarso, o metatarso e as falanges. cabeçacoluna vertebral membro superiormembroinferiorO esqueleto humano capítulo 14 249
  • 248. MÚSCULOSOs músculos são formados por células geralmente alongadas, queapresentam em seu interior a proteína fibrila, responsável pelas contraçõesmusculares. Os movimentos do corpo devem-se às contrações dos mús-culos.A partir dos cnidários e nos demais invertebrados, devido à ausênciade um esqueleto ósseo, os músculos são os únicos responsáveis pelosmovimentos dos mesmos e já apresentam uma musculatura lisa e estriada.Nos vertebrados existem três tipos de músculos: liso, estriadoesquelético e estriado cardíaco.Musculatura lisa: de contração involuntária, encontrada nas paredesde órgãos ocos (estômago, intestinos, vasos sanguíneos, entre outros).Musculatura estriada esquelética: prende-se ao esqueleto. Temcontrações voluntárias e rápidas.Musculatura estriada cardíaca: forma o miocárdio (musculatura in-termediária e mais desenvolvida do coração) e é responsável pelosbatimentos cardíacos. Apresenta discos intercalares que facilitam apassagem de estímulos de uma célula a outra.E QUILÍBRIOENTRE AS FUNÇÕESH OMEOSTASE A harmonia e a eficiente integração dos sistemas que formam umorganismo permitem a existência de uma vida em equilíbrio. Homeostaseé, portanto, o equilíbrio dinâmico entre os sistemas de um organismo, quepermite regular o estado físico do protoplasma celular, regular o pH, aconcentração osmótica, evitando que ele se desequilibre em relação àsvariações do meio. Um dos principais mecanismos da homeostase é aosmorregulação, que estudamos anteriormente.C OORDENAÇÃOSabemos da necessidade do trabalho harmonioso e integrado entreos sistemas que formam um organismo para que este possa viver emequilíbrio. Mas, para que esse equilíbrio ocorra, há necessidade de siste-mas de comando e de coordenação. A coordenação das funções do servivo é realizada por dois sistemas: o nervoso e o hormonal.250capítulo 14
  • 249. SISTEMAN E R VO S OResponsável pela percepção de estímulos, tanto internos como ex-ternos, por sua condução e pela organização de respostas.Ausentes nos poríferos, surgem pela primeira vez células nervosasdifusas nos cnidários. Nos platelmintos, surge um sistema nervosoganglionar (os neurônios se associam, formando aglomerados deneurônios situados na cabeça). A partir dos anelídeos, o sistema nervosoganglionar começa a se aperfeiçoar; surgem gânglios cerebróides e umgânglio subfaríngeo, que se comunica com um duplo cordão nervosoganglionar de localização ventral. Ao longo do cordão nervoso os pares degânglios possuem uma certa autonomia; é por isso que, mesmo depois deo animal cortado, os pedaços separados continuam a movimentar-se.Nos insetos e moluscos cefalópodes, o sistema nervoso ganglionar apre-senta gânglios cerebróides desenvolvidos e uma cadeia ganglionar ventral. OSSISTEMAS N E R VO S O S DOS I N V E RT E B R A D O S1a 2b Diagrama de um inseto: 1. cérebro; 2. cadeia ganglionar ventral. Aproveite para rever: a. coração lacunoso (sist. circulatório); b. tubos de Malpighi (sist. excretor).Planária com o seuprecário sistemanervoso ganglionar a 1c b 2 d3 Anelídeo (minhoca) mostrando: 1. gânglios cerebróides; 2. gânglios periesofágicos; 3. rede Sistema nervoso rede de células ganglionar ventral; a. boca; b. faringe; c. grande difuso de um pólipo nervosas vaso dorsal; d. nefrídias. (celenterado)capítulo 14251
  • 250. O SISTEMA N E R VO S ODOS V E RT E B R A D O SApresenta-se disposto dorsoventralmente e protegido pela caixacraniana e pela coluna vertebral.Subdivide-se em dois grandes componentes: sistema nervoso cen-tral (SNC) e sistema nervoso periférico (SNP).S ISTEMANERVOSO CENTRAL ( SNC ) É formado pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo, porsua vez, é composto de vários órgãos: o cérebro (formado por dois he-misférios), o diencéfalo, o cerebelo e o bulbo.As informações captadas pelo organismo, tanto de origem internacomo externa, são encaminhadas à medula e ao encéfalo, onde são pro-cessadas e as respostas são elaboradas.O sistema nervoso periférico é formado por uma rede de nervos e gângliosespalhados pelo corpo e por 12 pares de nervos cranianos, que partem doencéfalo, e por 31 pares de nervos raquidianos que partem da coluna.hemisfério cerebralnervoscranianoscerebelonervos plexocervicaisbraquialmedulanervosespinhaltorácicosnervo radial nervo medianonervos nervo ulnarlombaresnervossacrais plexosacralnervopudendonervo nervo ciáticofemoralnervo fibularnervo fibularsuperficialcomum nervo tibial posterior nervo fibular profundo Sistema nervoso central e periférico252 capítulo 14
  • 251. ENCÉFALO Na superfície do cérebro encontram-se sulcos que se dilatam em gi-ros; chamada de córtex cerebral, é a região mais desenvolvida do cére-bro, onde se processa e armazena a maior parte das informações.Entre todos os animais, o homem é o que apresenta o maior cérebroem relação ao tamanho do corpo. cérebro cerebelopontebulbo medula O encéfalo e a medula formam o sistema nervoso central humanoP R I N C I PA I S ÓRGÃOS DOSNC: cerebelo: situado abaixo do cérebro e atrás da ponte, é o órgão queregula o equilíbrio corporal. Está conectado a receptores periféricos loca-lizados no ouvido interno e que enviam mensagens aos centros de con-trole do equilíbrio localizado no cerebelo. Além disso, recebe informaçõessobre articulações, músculos e visão.ponte ou protuberância: situa-se acima do bulbo e abaixo docerebelo. Sua função é conduzir o impulso nervoso e está relacionadocom reflexos associados às emoções (riso, lágrimas etc.).bulbo: localizado acima da medula espinhal, exerce as funções decondutor de impulsos nervosos, comanda o ritmo cardiorrespiratório ecertos atos reflexos, como deglutição, sucção, mastigação, vômito, tosse,secreção lacrimal e piscar dos olhos. diencéfalo: constituído pelo tálamo e hipotálamo. O hipotálamo contémcentros de controle da temperatura corporal; do apetite; da sede; do sono e dealgumas emoções. Está ligado à hipófise, principal glândula endócrina, situadana base do cérebro, controlando o sistema hormonal. O tálamo recebe asinformações sensoriais e as redireciona às áreas específicas do cérebro.capítulo 14 253
  • 252. cérebro: é o local onde nossas sensações, nossas funções motorassão controladas. É o centro da memória e do intelecto. Cerca de 80% dosneurônios do encéfalo encontram-se no cérebro. É separado em dois he-misférios, unidos por uma região denominada corpo caloso. Cada hemis-fério é dividido em quatro regiões denominadas lobos: o frontal, o parietal,o temporal e o occipital. CÓRTEX MOTOR Controla os músculos CÓRTEX SOMATO- CÓRTEX PRÉ-MOTORvoluntáriosSENSORIAL Controla osRecebe e analisa os ÁREA MOTORAimpulsos enviados pelos movimentosSUPLEMENTAR inconscientes, como oórgãos dos sentidos balanço dos braços espalhados pelo corpo inteiro quando você anda2CAMPO DO 1 OLHO FRONTAL 1- LOBO FRONTAL3CENTRO 2 - LOBO PARIETAL AUDITIVO 3 - LOBO TEMPORAL4 4 - LOBO OCCIPITALCENTRO VISUALÁREA DE Na parte de trás do 5 - BULBO 5BROCA cérebro, é a áreaFica no ladoresponsável pelaesquerdo do CEREBELOrecepção e ÁREA PRÉ-FRONTAL cérebro e Cuida do equilíbrio do corpo. interpretação dos É a área encarregada das controla os Sem ele, você teria de se estímulos visuais atividades intelectuaismúsculos da falaconcentrar em cada passoCÓRTEX CEREBRALComo vimos, a superfície mais externa do cérebro recebe o nome decórtex cerebral, formada pelo corpo dos neurônios, o que dá a essa re-gião uma cor acinzentada. As fibras (axônios e dentritos) dos neurônios,que saem e chegam ao córtex cerebral, estão mais internas e constituema substância branca, em função da mielina que envolve os axônios. medula espinhal: é uma haste cilíndrica que percorre o interior docanal raquidiano; é condutora de impulsos nervosos e sede dos atos re-flexos. Internamente apresenta o corpo dos neurônios, dando a essa re-gião uma cor acinzentada, e externamente ficam os axônios mielinizados,constituindo a substância branca.254capítulo 14
  • 253. SISTEMAN E R VO S O PERIFÉRICO (SNP)Formado pelo conjunto de nervos cranianos e gânglios que partemdo encéfalo, e que nos peixes e anfíbios são em número de 10 pares; nosrépteis, nas aves e nos mamíferos são em número de 12 pares.Faro finoNervoPeriscópioolfativo O nervo óptico envia aoÉ a estradacérebro tudo o que a visão Gira-girados cheirosconsegue captarOculomotor, troclear eabducente. Esses trêspares de nervos sãoacionados sempre quevocê dirige o olhar paraum lado ou para o outroCaixa de somO nervo acústicoleva ao cérebro osimpulsos sonoroscaptados pelaaudição. Tambémgarante o equilíbriodo corpo, em conexãocom o cerebeloDonos da línguaO glossofaríngeoe o hipoglossofazem a sua línguase mexerPau pra toda obraO vago é o único dosnervos cranianos quenão atua sobre acabeça. Ele age sobreos batimentos docoração, os pulmões e Espelho da almao sistema digestório, O nervo facial dáentre muitos outros expressão ao seu O mastigador Nem te ligoórgãos rosto, leva o gostoO trigêmeo O nervo espinhal da comida ao controla todos controla os cérebro eos músculosombros e o comanda as da mastigaçãopescoço lágrimasOs 12 pares de nervos cranianos e suas respectivas funçõescapítulo 14255
  • 254. Na espécie humana, são compostos de 31 pares e por nervos es-pinhais ou raquidianos que partem da medula.Os nervos são cordões esbranquiçados, formados por fibras ner-vosas (axônios) e reunidos ou arranjados em feixes, envolvidos portecido conjuntivo, que levam e trazem impulsos do encéfalo, da medulae dos gânglios, estabelecendo comunicações com os órgãos dos sen-tidos e órgãos internos, denominados receptores. Os efetores levammensagens do sistema nervoso central para os músculos e para asglândulas.Dependendo da direção que segue o impulso nervoso, os nervosclassificam-se em:Sensitivos ou aferentes: o impulso parte dos receptores e vai atéo S.N.C.. Motores ou eferentes: o impulso parte do S.N.C. e vai até os ór-gãos efetores.Mistos: quando possuem fibras sensitivas e motoras ao mesmo tempo.Os nervos eferentes ou motores do sistema nervoso periférico po-dem ser divididos em duas partes: o sistema nervoso somático ou vo-luntário e o sistema nervoso autônomo ou vegetativo.Sistema nervoso voluntário: é o sistema que controla nossa vidaem relação ao ambiente, permitindo responder conscientemente nos-sas respostas aos estímulos recebidos; normalmente controla os mús-culos esqueléticos. Podem ocorrer, no entanto, algumas respostasinvoluntárias; é o que ocorre nos atos-reflexos, nos quais a respostavai até a medula e volta pela medula, sem passar pelo cérebro.Arco reflexo: reflexos são atos de ação involuntária que resultamdo estímulo que um órgão sofre. Os reflexos medulares ocorrem sem aparticipação dos órgãos superiores, pois a resposta é elaborada naprópria medula.Arco reflexo é o conjunto de neurônios necessários à execução deum ato reflexo. O arco reflexo é um dos reflexos mais simples, pois éconstituído por um número reduzido de neurônios (sensitivos, de asso-ciação e motor). Um exemplo de arco reflexo é o patelar, que consistena imediata extensão da perna, quando se bate com um martelo de256 capítulo 14
  • 255. borracha no músculo quadríceps. Este ato é constituído por doisneurônios: um aferente e outro eferente motor. A pancada no tendãoestimula os receptores tácteis, originando o impulso, provocando a ex-tensão da perna. São chamados reflexos medulares.Reflexos condicionados: são aqueles adquiridos por meio de umprocesso de aprendizagem, de adestramento ou de dados computa-dos na memória. Exemplo de reflexo condicionado: o fisiologista russo Ivan Petro-vitch Pavlov condicionou os cães a realizarem tarefas ao ouvir o som deuma sinaleta, pois toda vez que soava a sinaleta o cientista ofereciacomida aos animais.Sistema nervoso autônomo: controla, de forma involuntária, nossavida. Formado por nervos que levam impulsos à musculatura lisa, àsglândulas e ao músculo cardíaco. Tem ação decisiva na manutençãodo equilíbrio entre as funções internas, isso é, da homeostase.O sistema nervoso autônomo é praticamente motor e subdivide-seem dois tipos de nervos: simpático e parassimpático. Eles funcionamsempre em antagonismo, do que resultam as atividades equilibradasdos órgãos. Exemplo de ações antagônicas dos nervos simpático eparassimpático: enquanto o parassimpático estimula a secreção do sucogástrico, o simpático a inibe.A ação das duas divisões é devida à liberação, pelas terminaçõesnervosas das fibras, dos mediadores químicos (neurormônios)noradrenalina – pelas fibras simpáticas –, e acetilcolina – pelas fibrasparassimpáticas.Outros exemplos:Órgãos SimpáticoParassimpáticoCoraçãoacelera (taquicardia)retarda (bradicardia)Vasos sanguíneos contraidilataEstômago paralisa excitaBexiga relaxa contraiPupilasdilata contraicapítulo 14 257
  • 256. Íris: contração Parassimpático Íris: dilataçãoda pupilada pupila SimpáticoGlândulasGlândulas salivares:salivares: secreçãosecreção viscosa efluida e abundante pouco abundanteFreqüência Freqüênciacardíaca diminui cardíaca aumentaBrônquiosBrônquiosdiminuem dilatamPeristaltismoPeristaltismoaumentadiminui Bexiga:Bexiga: contraçãorelaxamentomuscular e muscular erelaxamento do contração doesfíncter da uretraesfíncter da uretraE tambémE tambémPressão sanguínea diminui; músculosPressão sanguínea aumenta; músculos eretoreseretores dos pêlos: ausência deinervações; portanto, não há ação sobre odos pêlos: ereção dos pêlos; vasos sanguíneosmúsculo. Vasos sanguíneos periféricos:periféricos: vasoconstrição; glândulas lacrimais:nenhuma ação; glândulas lacrimais:secreção escassa; atividade mental aumenta;secreção abundante; atividade mentalmetabolismo basal aumentadiminui; metabolismo basal diminui O sistema nervoso autônomo e alguns órgãos que estão sob sua regulaçãoSISTEMAHORMONAL Formado pelas glândulas endócrinas ou de secreção interna, o siste-ma hormonal juntamente com o sistema nervoso, controla as atividadesequilibradas dos diversos sistemas do corpo. As glândulas endócrinas sãoassim denominadas porque produzem substâncias químicas secretadasdiretamente no sangue denominadas hormônios. Hormônios são portan-to substâncias químicas produzidas por glândulas endócrinas, ou por cé-lulas isoladas, que são lançadas no sangue, vão agir em dois locais dis-tantes, estimulando ou inibindo as funções de certos órgãos alvos.P RINCIPAIS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS HUMANAS ESEUSHORMÔNIOS Antes de estudarmos as glândulas, vamos analisar uma glândulaendócrina e o mecanismo que regula suas funções. Glândulas endócrinassão aquelas desprovidas de canais excretores; por isso, lançamdiretamente no sangue os hormônios produzidos. Vimos que determina-258 capítulo 14
  • 257. da quantidade de hormônio no sangue pode estimular ou inibir as atividadesdo órgão alvo. Essa regulação endócrina ocorre por meio de um mecanis-mo conhecido como realimentação ou feedback, que pode ser negativoou positivo.Exemplo de feedback (retroalimentação) negativo: A adeno-hipófise produz e libera o hormônio F.S.H. (hormônio folículo-estimulante) que, através do sangue, chega até os ovários, atuando sobre eles. Sob a ação do F.S.H., um folículo de Graaf inicia seu processo deamadurecimento para produzir o óvulo. Durante o amadurecimento, ofolículo produz o hormônio estradiol (hormônio sexual feminino). Quantomais F.S.H. vem da adeno-hipófise, mais estradiol é produzido pelo folículo.Assim, a taxa de estradiol sobe muito no sangue, até chegar a um nívelem que, ao passar pela hipófise, bloqueia a produção de F.S.H.. Está aíum feedback negativo, pois, com a parada da produção de F.S.H., cessatambém a produção de estradiol. Exemplos de feedback positivo: a glândula adeno-pófise produzhormônio tireotrofina, que estimula a glândula tireóide a produzir ohormônio tiroxina. Aumentando o hormônio tiroxina no sangue, a produ-ção do hormônio tireotrofina se reduz, fato que provoca a inibição datireóide. Quando o nível de tiroxina no sangue se torna baixo, a adeno-hipófise volta a secretar tireotrofina e o mecanismo recomeça. Hipófise ou pituitária: localizada na base do cérebro, apresenta duasregiões distintas: a neuro-hipófise ou hipófise posterior, e uma porção an-terior à adeno-hipófise. Sabe-se hoje que ela está sob o controle do hipotá-lamo (parte do sistema nervoso central).A neuro-hipófise armazena hormônios fabricados pelo hipotálamo. Osprincipais são:ocitocina: que provoca as contrações da musculatura do útero naocasião do parto.Atua também nas glândulas mamárias, provocando a contração eejeção do leite.hormônio antidiurético (ADH): atua nos túbulos renais, promoven-do a reabsorção da água. A deficiência desse hormônio provoca grande perda de água, ocasio-nando o diabetes insípido. capítulo 14259
  • 258. O ADH é conhecido também como vasopressina. Principais hormônios produzidos pela adeno-hipófise ou lobo ante-rior da hipófise:Hormônio de crescimento ou somatotrópico (STH ou GH)Funções: estimula o crescimento da criança e do jovem, aumentandoo número de mitoses e da síntese de proteínas.A deficiência desse hormônio, na criança, provoca o nanismo. Quan-do é produzido em excesso provoca o gigantismo. Se esse problema sur-ge na fase adulta, provoca a acromegalia (crescimento das extremidades,como mãos e pés).Hormônio adrenocorticotrófico (ACTH): atua na região cortical dassupra-renais, estimulando a produção dos hormônios cortisona ealdosterona.Prolactina (LTH): estimula a produção do leite pelas glândulas ma-márias durante a lactação.Tirotrofina – estimulante da tireóide (TSH): estimula a síntese dehormônios tireoidianos os quais irão atuar no metabolismo celular. Hormônio folículo-estimulante (FSH) – Gonadotrofia: atua nos ová-rios, estimulando o desenvolvimento dos folículos ovarianos, no interiordos quais ocorre a maturação dos óvulos. No homem, estimula a produ-ção dos espermatozóides.Hormônio luteinizante (LH) – Gonadotrofina: atua no rompimentodo folículo ovariano, o que resulta na liberação do óvulo. Ocorrendo aruptura, o folículo transforma-se em corpo lúteo ou corpo amarelo. Nohomem, atua nos testículos, estimulando a síntese de testosterona(hormônio sexual masculino).Hormônio melanotiófico (MSH): relaciona-se com a coloração dapele em anfíbios e répteis. Nos seres humanos e outros mamíferos, há também produção deMSH, mas sua atuação no organismo é desconhecida.TIREÓIDESitua-se sob a traquéia, abaixo da laringe, em forma de H. Produzdois hormônios: tiroxina e triiodotiomina, que ativam o metabolismo celu-lar, exercendo papel fundamental no desenvolvimento do organismo.260capítulo 14
  • 259. A disfunção dessa glândula pode provocar:• falta dos hormônios provoca o hipotireoidismo, que no adulto provo-ca aumento de peso, apatia, queda na freqüência cardíaca, engrossa-mento da pele (mixedema). Na criança pode provocar o retardamen-to físico e mental.• excesso dos hormônios da tireóide provoca o hipertireoidismo, queocasiona magreza, nervosismo, inquietação, sono agitado e o bócio,provocado pelo acúmulo exagerado do colóide que encerra o hormônio. Também no hipotireoidismo pode surgir o bócio, e o bócio exoftálmico(olhos proeminentes, devido ao acúmulo de gordura atrás do globo ocular.PA R AT I R E Ó I D E SSão em número de quatro, localizadas na face posterior da tireóide. São responsáveis pela produção de paratormônios, que regulam ometabolismo do cálcio no organismo, contribuindo para sua absorção nointestino.O excesso de paratormônio provoca hiperparatireioidismo, que secaracteriza por uma acentuada retirada de cálcio dos ossos, facilitando aocorrência de fraturas e deformações ósseas.A falta de paratormônio ocasiona a redução de cálcio no sangue, pro-vocando contrações musculares denominadas tetania muscular.PÂNCREASÉ uma glândula mista, pois fabrica o suco pancreático, que é lançadono duodeno (ação exócrina da glândula) e fabrica os hormônios insulina eglucagon nas ilhotas de Langerhans, por dois tipos de células: as beta eas alfa. As células beta produzem insulina, e as alfa, o glucagon.A insulina atua sobre o metabolismo do açúcar, promove modifica-ções nas membranas das células, facilitando a entrada da glicose paraconsumo imediato. As produção insuficiente de insulina pelas células betadas ilhotas de Langerhans provoca o diabetes melito, ou seja, o excessode açúcar no sangue, e eliminação deste na urina.O glucagon tem efeito antagônico ao da insulina, aumentando aconcentração de açúcar no sangue.As supra-renais ou adrenais, localizadas sobre os rins, apresentamduas regiões distintas: o córtex e a medula.capítulo 14 261
  • 260. A região cortical (parte externa) produz os corticosteróides, deriva-dos do colesterol.Os corticosteróides dividem-se em dois grupos: os mineralocorticóidese os glicocorticóides. Mineralacorticóide – aldosterona: promove a reabsorção do sódio,cloro e H2O, nos túbulos renais. Em troca, favorece a passagem de potás-sio para o interior do filtrado, promovendo a excreção renal. Glicocorticóides – cortisol: ativa a produção de glicose a partir deproteínas e gorduras, diminui o consumo de glicose nos tecidos e deter-mina um aumento de resistência à ação da insulina. Outra propriedade do cortisol é diminuir as inflamações.O córtex da supra-renal produz também, mas em pouca quantidade,hormônios sexuais androgênicos com função semelhante ao hormôniosexual masculino testosterona.A região medular produz adrenalina ou epinefrina e noradrenalina ounorepinefrina, cujos efeitos são semelhantes aos da estimulação do sis-tema nervoso simpático.Sua liberação ocorre em situações de temor ou raiva, preparando oorganismo para reagir. Há um aumento do ritmo cardíaco, estimula a res-piração e eleva a pressão sanguínea.GLÂNDULAS SEXUAIS Ovários: As funções dos ovários são controladas pela hipófise, pormeio do FSH (hormônio folículo-estimulante), que induz o amadurecimentodo folículo de Graaf. Estes, à medida que amadurecem, produzemhormônios sexuais femininos, os estrógenos. O estrógeno atua sobre as paredes internas do útero, promovendo oseu desenvolvimento (endométrico). A partir de certa concentração deestrógeno no sangue, este passa a inibir a hipófise de produzir FSH. Apartir daí, a hipófise passa a fabricar o LH (hormônio luteinizante). Ohormônio luteinizante participa do rompimento do folículo maduro, libe-rando o óvulo (ovulação). A ovulação ocorre por volta do 14º dia do ciclo, e é a época em que amulher se apresenta fértil. Após a ovulação, sob a ação do LH, o restante das células que per-manecem no folículo transforma-se em corpo amarelo ou lúteo. Este pro-262capítulo 14
  • 261. duz o hormônio progesterona, que altera a parede do útero, preparando-opara a implantação do ovo, caso haja gravidez.Caso não ocorra gravidez, aproximadamente 14 dias após a ovula-ção, a parede uterina descama-se e é eliminada pela vagina. É a mens-truação, que é decorrente da queda súbita da taxa de progesterona. Havendo fecundação, o corpo lúteo não se degenera. A produção deprogesterona permanece alta e constante. O embrião formado é implantadona mucosa uterina, e a hipófise começa a fabricar o hormônio gonadotrofinacariônica, que tem por função manter o corpo lúteo funcionando. Até o 3ºmês de gestação o corpo lúteo permanece ativo; a partir daí começa a sedegenerar, e a incumbência de produzir estrógeno e progesterona passa aser da placenta, garantindo a continuidade da gravidez.Os estrógenos agem também sobre o sistema nervoso, estimulandoos impulsos sexuais, e são também responsáveis pelo desenvolvimentodos caracteres sexuais secundários femininos.Testículos: Os testículos são também controlados pela hipófise. OFSH (hormônio folículo-estimulante) estimula a produção de esperma-tozóides. Esta produção ocorre no interior dos túbulos seminíferos exis-tentes no interior dos testículos. O hormônio luteinizante (LH) estimula ascélulas de Leydig a produzir o hormônio testosterona.O hormônio testosterona é responsável pelo surgimento dos caracte-res sexuais secundários masculinos. testes1 – (UFRGS)Associe os processos citados na coluna da esquerda às estruturasou regiões do trato gastrointestinal (coluna da direita) onde eles ocorrem.1 – Início da digestão do amido2 – Absorção de água e concentração( ) estômagode material não digerido ( ) intestino delgado3 – Absorção de glicose, aminoácidos,( ) bocaglicerol e ácidos graxos4 – Ação digestiva da pepsina sobre as proteínas capítulo 14 263
  • 262. A seqüência correta, de cima para baixo, na coluna da direita é:a) 1–3–4b) 3 – 2 – 1 c) 3 – 4 – 1 d) 4 – 1 – 2 e) 4 – 3 – 12 – (Acaf -SC) Nas aves, répteis e insetos, os excretas nitrogenados são elimi- e nados na forma de:a)ácido úrico, que, sendo solúvel, torna o animal independente do meio aquáticob) ácido úrico, que, sendo quase insolúvel, pode ser excretado com pouca perda de águac) uréia, que, sendo quase insolúvel, pode ser excretada com pouca perda deáguad) uréia, que, sendo solúvel, difunde-se no sangue e é facilmente eliminadanos rinse) amônia, que, sendo altamente solúvel, torna o animal independente do meioaquático3 – (FURRN)Quando o eixo ântero-posterior do olho é alongado, a imagemforma-se antes da retina. Essa anomalia do aparelho da visão é conhecida como:a) presbiopia b) hipermetropia c) miopia d) astigmatismo e) estrabismo questões1 – Observe o esquema abaixo e identifique: 1 23 57 46a) os órgãos apontados pelas setas de 1 a 7b) o local onde tem início e digestão das proteínasc) o órgão que produz a bile264capítulo 14
  • 263. d) o local onde o suco pancreático é produzidoe) a região onde ocorre a absorção dos alimentosf) a região onde se forma o bolo fecal2 – (Fuv est-SP)Qual a relação funcional entre os sistemas circulatório e respi-ratório nos mamíferos? E nos insetos?3 – (Fuv est-SP)Os batimentos do coração são involuntários e estão sob ocontrole do sistema nervoso.a) Qual o ramo do sistema nervoso que executa esse controle?b) Cite um outro órgão muscular do corpo que é controlado por esse mesmoramo nervoso.4 – (Unicamp-SP)Considere as seguintes características de dois animais ver-tebrados:Animal A:I – corpo recoberto por tegumento pouco queratinizadoII – excreção de amôniaIII – fecundação externaAnimal B:I – corpo recoberto de tegumento espesso e queratinizadoII – excreção de ácido úricoIII – fecundação internaResponda:a) Qual o ambiente mais provável ocupado pelo animal A e pelo B?b) Justifique a existência de duas dessas características nesses ambientes.5 – (Fuv est-SP)Descreva a sucessão de eventos que ocorre a partir do mo-mento em que um indivíduo sofre uma leve pancada no tendão do joelho, quan-do está sentado e com a perna pendendo livremente, até a reação conseqüente.capítulo 14 265
  • 264. c a p í t u l o15GENÉTICAPodemos definir genética como sendo um dos ramos da Biologia queestuda as leis da transmissão dos caracteres hereditários nos indivíduose as propriedades das unidades que permitem essa transmissão.C ONCEITOSFUNDAMENTAIS EM GENÉTICAGene – É um segmento de molécula de DNA, responsável peladeterminação de características hereditárias, e está presente em todasas células de um organismo.Cromossomos – Filamentos de DNA, RNA e proteínas (histona) queencerram um conjunto de genes.Cromossomos homólogos – São cromossomos que formam parese são idênticos na forma (encontrados nas células diplóides); encerramgenes que determinam os mesmo caracteres.Genes alelos – São genes que ocupam o mesmo locus (lugar) emcromossomos homólogos. Estes genes atuam sobre as mesmascaracterísticas, podendo ou não determinar o mesmo aspecto. Ex.: umanimal pode ter um dos alelos que determina a cor castanha do olho, e ooutro alelo a cor azul do olho.Genótipo – É o patrimônio genético de um indivíduo presente emsuas células, e que é transmitido de uma geração para outra. Não podemosver o genótipo de um indivíduo, mas este pode ser deduzido através decruzamento, teste ou da análise dos parentais e descendentes.266 capítulo 15
  • 265. Fenótipo – É a expressão exterior (observável) do genótipo mais aação do meio ambiente. Muitas vezes a influência ambiental provocamanifestações de fenótipo diferentes do programado pelo genótipo. Essefenômeno é denominado “peristase” e pode ser exemplificado pelashortênsias, que em solo básico apresentam coloração azul, e em soloácido apresentam coloração rosa.Nem todos os fenótipos são observáveis; existem exceções, comono caso dos grupos sanguíneos. Por exemplo: uma pessoa que é do gru-po sanguíneo AB; como esse caráter não pode ser visualizado, mas podeser detectado experimentalmente, trata-se de um fenótipo. Fenocópias – Existem determinados indivíduos que apresentamcaracterísticas fenotípicas não hereditárias, que são produzidas porinfluência do meio ambiente, imitando um mutante. Ex.: nanismo hipofisário– provocado por função deficiente da glândula hipófise – simulando onanismo acondroplásico – determinado por genes dominantes etransmissíveis aos descendentes.Homozigoto ou puro – Um indivíduo é homozigoto para umdeterminado caráter quando possui os dois genes iguais, ou seja, ummesmo alelo em dose dupla. O homozigoto produz apenas um tipo degameta, quer seja ele dominante ou recessivo.Heterozigoto ou híbrido – Quando para uma determinadacaracterística os alelos são diferentes. O heterozigoto pode produzirgametas dominantes ou recessivos.Dominante – Um gene é dito dominante quando, mesmo estandopresente em dose simples no genótipo, determina o fenótipo. O genedominante se manifesta tanto em homozigoze, quanto em heterozigoze.Recessivo – O gene recessivo é aquele que, estando em companhiado dominante no heterozigoto, se comporta como inativo, não determi-nando o fenótipo. O gene recessivo só se manifesta em homozigoze.Cariótipo – Dá-se o nome de cariótipo ao conjunto de cromossomosda célula, considerando o número de cromossomos, sua forma e tamanhoe a posição do centrômero.Genoma – Dá-se o nome de genoma ao conjunto completo decromossomos (n), ou seja, de genes, herdados como uma unidade.capítulo 15 267
  • 266. G ENEALOGIA Também conhecida como heredogramas ou pedigrees, é a forma derepresentar graficamente a herança de uma ou mais características ge-néticas de uma família. Vamos conhecer os símbolos utilizados na construção da genealogiaou árvore genealógica.268 capítulo 15
  • 267. Exemplo: Analisaremos um heredograma em que existe um indivíduoafetado pelo albinismo.O albinismo é condicionado por um caráter recessivo, pois os paissão normais, mas portadores de um gene recessivo, que foi transmitidoaos filhos: II – 3 e II – 5.Convenciona-se usar letras para determinar os genes; usam-semaiúsculas para caráter dominante e minúsculas para caráter recessivo.No exemplo citado, vimos que albinismo é o caráter recessivo: entãoas denominações dos gesnes serão:fenótipo normal – AA ou Aafenótipo recessivo – aaAa AaaaConclui-se também que os indivíduos I – 1e I – 2 são heterozigotos(Aa); e os indivíduos II – 3 e II – 5 são homozigotos (aa).I MPORTÂNCIADA GENÉTICA E HEREDITARIEDADEO termo “genética” foi aplicado pela primeira vez pelo biologista in-glês William Bateson (1861 - 1926), com a finalidade de estudar os fenô-menos relacionados à hereditariedade.Hoje, a genética tem alcançado grandes avanços, permitindo aohomem receber informações valiosas no que diz respeito ao mecanismode sua herança genética. A genética se encarrega de estudar desde o funcionamento celular –como por exemplo a síntese de proteína, partindo do DNA que comanda capítulo 15 269
  • 268. essa síntese, ou pela observação dos cromossomos, identificando casosde retardamento mental, defeitos congênitos e outras anomalias – até amanipulação dos genes, conhecida como engenharia genética, que possi-bilita alterar a composição genética dos indivíduos.A genética é também a base da biotecnologia (ciência que usa se-res vivos para a obtenção de produtos de interesse do homem). Comona agropecuária, em que os conhecimentos genéticos têm permitido aseleção e o melhoramento das raças de animais e espécies vegetais,aumentando sua resistência e produtividade – são os chamados serestransgênicos, animais e vegetais com o código genético alterado e de-senvolvido para pesquisas. A genética é importante também no acon-selhamento genético, que se faz necessário quando, em uma família,existe um ou mais casos de doenças hereditárias.E NGENHARIA GENÉTICA A engenharia genética é um conjunto de técnicas de laboratório quemanipulam o DNA, o que permite modificar seres vivos. Desenvolvida apartir da década de 1970, essa tecnologia permite isolar e modificar genese eventualmente enxertá-los em células diferentes das de origem. A en-genharia genética trabalha diretamente com DNA recombinante, utili-zando as seguintes técnicas:Isolando um determinado gene de um organismo, ou de um conjun-to de células, enxerta-se esse gene em uma célula de outro organismo,de tal forma que ela passe a funcionar nessa célula, duplicando-se nor-malmente e controlando a síntese protéica que codifica – é o DNArecombinante. Essa técnica permitiu produzir substâncias úteis à indústria e àmedicina, tais como: produção industrial da insulina para tratamento dadiabete; produção de hormônios de crescimento nos tratamentos donanismo, vacina contra a hepatite B, Interferon alfa, nos tratamentosantivirais e anticâncer. Outro fator de importância é a obtenção de ani-mais e vegetais transgênicos. Animais transgênicos: são obtidos injetando-se DNA de uma espé-cie em ovos de outra. No caso de mamíferos, a fecundação ocorre invitro, isto é, fora do corpo. Tão logo ocorra a fecundação, o DNA estra-nho é injetado no ovo. Os ovos injetados são implantados no útero da270capítulo 15
  • 269. fêmea. De maneira geral o DNA injetado incorpora-se nos cromossomosda célula-ovo e são transmitidos às gerações celulares seguintes. Dessa forma, todas as células dos indivíduos transgênicos conte-rão o DNA injetado, e este será transmitido aos descendentes. O primei-ro transplante de gene foi efetuado em 1981; injetando-se genes dehemoglobina de coelho em camundongos, obteve-se camundongostransgênicos.Outro exemplo é o do transplante do gene da luciferase – enzimaresponsável pela bioluminescência de vaga-lumes – em planta de fumo.Quando as plantas transgênicas foram regadas com luciferina – subs-tância utilizada como substrato para produção da luz – elas realizaram oprocesso que ocorre nos vaga-lumes e se tornaram luminescentes.Um outro experimento deu-se com o isolamento do gene que amo-lece o tomate maduro. Inseriram uma cópia inversa desse gene, e con-seguiram atrasar o apodrecimento do tomate. Assim os tomates gene-ticamente alterados podem passar mais tempo amadurecendo nos pés. A manipulação dos genes, e a obtenção do DNA recombinante, re-sultou dos conhecimentos bioquímicos e genéticos a respeito de bacté-rias e vírus.Moléculas circulares de DNA bacteriano, denominados “plasmídios”possuem autonomia quanto à capacidade de duplicação. Quando umabactéria portadora de plasmídio se divide, as bactérias-filhas recebemo DNA plasmidial. Dessa forma os plasmidios se perpetuam através degerações bacterianas. Os plasmídios também são transmitidos de umabactéria a outra pelo processo sexuado de conjugação.Os cientistas descobriram que os plasmídios podem incorporar pe-daços de DNA do cromossomo bacteriano. Neste caso, os genes conti-dos nos segmentos incorporados funcionam normalmente e podem sertransmitidos de uma bactéria a outra.Baseando-se nesses conhecimentos, cientistas conseguiram fazercom que pedaços de DNA de diferentes organismos fossem soldadosno interior de tubos de ensaio, criando condições para formular novascombinações gênicas a partir do DNA de organismos diferentes.capítulo 15 271
  • 270. O DNA recombinante é transplan-tado para o interior de uma célula hos-pedeira, por meio de um vírus que o pa-rasita ou de um plasmídio bacteriano.Mas, para que isso seja possível, é ne-cessário implantar na molécula transpor-tadora o material genético que se dese-ja transferir para o hospedeiro. A obtenção desse material podedar-se de duas maneiras: por extração– a partir do organismo doador ou porsíntese in vitro ou utilizando a proteínaque se deseja produzir como modelopara obtenção do DNA, que codifica sua síntese.C LONAGEM E SUAS APLICAÇÕESFoi no início de 1997, quando anunciada a clonagem (cópia artificialde um ser vivo) de um animal, que o assunto tomou vulto e ficou conhe-cido em todo o mundo.Tratava-se da clonagem de uma ovelha, que recebeu o nome deDolly. Para sua concepção, não houve necessidade de união de um óvulocom um espermatozóide, obedecendo às leis naturais. De acordo com Ian Wilmut, embriologista escocês responsável pelaexperiência, os cientistas retiraram óvulos de uma ovelha adulta da raçaScottish Blackface (escocesa de cara preta), retiraram o seu núcleo eguardaram o resto. De uma outra ovelha adulta da raça Finn Dorset, fo-ram retiradas as células das glândulas mamárias. O núcleo foi retirado eguardado. Os ingredientes foram colocados em uma solução química parahibernar; sem isso as células tendem a se dividir, o que estragaria o expe-rimento. Os cientistas, em determinado momento, transferiram o núcleoda célula mamária para o óvulo da ovelha de cara preta: reconstruíramuma nova célula. Ela foi estimulada por impulsos elétricos e passou a sedividir. Algumas dessas células foram transferidas para o aparelho repro-dutor de uma outra ovelha estéril, tendo se desenvolvido a partir dessascélulas o embrião da ovelha Dolly. Como foi retirado o núcleo do óvulo daovelha de cara preta, ela não transmitiu suas características para Dolly,272capítulo 15
  • 271. que é pratica-mente idêntica àsua mãe genéti-ca clara. A ovelhaestéril, que serviucomo mãe de a-luguel, tambémnão influenciounas característi-cas de Dolly.CLONAGEME A BIOÉTICA A clonagem tem suscitado inúmeras discussões, não só a respeito dasuas possibilidades, mas também sobre se seria ético ou não clonar umser humano; com que finalidade seria feito isso? Até que ponto selecionaré vantajoso? Desde que a ovelha Dolly foi apresentada, especialistas vêm deba-tendo as implicações decorrentes desses avanços. Seria possível usar ométodo desenvolvido pelo cientista escocês para criar corpos humanosespecialmente para a produção de órgãos sobressalentes? Hoje aclonagem já deixou de ser uma grande novidade científica, pois Dolly jádesfruta da companhia de várias ninhadas de camundongos, todos per-feitamente iguais. Os métodos de clonagem caminham a passos rápidos,deixando de ser um furo científico para transformar-se, na prática, numprocedimento rotineiro de laboratório.ALGUNS EXEMPLOSDE CONTROLE BIOLÓGICO Sabemos que a palavra biotecnologia pode ser definida como umconjunto de técnicas que visam modificar os organismos vivos. O controle biológico é uma das técnicas utilizadas para combater eexterminar espécies que nos são nocivas, evitando assim grandesprejuízos, principalmente na agricultura. Essa técnica consiste em introduzirno ecossistema, infestado por alguns parasitas, um inimigo natural daespécie infestante, para que a densidade populacional dessa espécie semantenha em níveis equilibrados com os recursos do meio ambiente. Essemétodo é mais vantajoso do que o uso de agentes químicos, pois nãopolui o meio ambiente, mas pode causar desequilíbrios ecológicos.capítulo 15273
  • 272. testes1 – (Fesp-PE)Todas as características relacionadas constituem exemplos defenótipos, exceto:a) estatura e formato do nariz c) constituição genéticab) cor dos olhos d) cabelo crespo2 – (PUC-SP)O cariótipo está relacionado com:a) número de cromossomosb) forma dos cromossomosc) tamanho dos cromossomosd) todas as alternativas anteriorese) n.d.a.3 – (Cesesp-PE) gene para o albinismo somente se expressa quando está emOpar, e situa-se no mesmo locus de cromossomos que possuem carga genética seme-lhante, sendo a cor da pele, o caráter normal, transmitida por um gene que seexpressa, mesmo em dose simples. De acordo com as palavras destacadas, assinaleo conceito que lhe parece correto, respectivamente:a) homólogos – alelos – recessivos – dominantesb) alelos – recessivos – alelos – homólogosc) recessivos – dominantes – alelos – homólogosd) recessivos – alelos – dominantes – homólogose) recessivos – alelos – homólogos – dominantesquestões1 – (Compevesumc-SP) necessidade de uma comunicação mais exata entre Aos estudos de um mesmo ramo da ciência levou à criação de termos e conceitosespecíficos que devem ser utilizados com precisão e oportunidade.Nesta questão pede-se a definição de alguns termos ou conceitos utilizados commuita freqüência na genética:a) fenótipob) genótipoc) genes alelos274 capítulo 15
  • 273. c a p í t u l o 16 OS TRABALHOS DE MENDELOS TRABALHOS DEM ENDELGregor J. Mendel nasceu em 1822 eno ano de 1843 ingressou no mosteiroAltbriinn, que pertencia à Ordem dosAgostinianos, na antiga cidade de Bruiinn,Áustria, hoje Brno, República Tcheca. Com25 anos, foi ordenado mong e. No mosteiro, além das atividadesreligiosas, Mendel cultivava exemplares daespécie Pissum sativum, a conhecidaervilha-de-cheiro. Utilizando seus conhe-cimentos em botânica e horticultura,realizou cruzamentos experimentais entreespécies de ervilhas puras, obtendoervilhas híbridas. Durante oito anos (1856 a 1864)Mendel realizou experimentos consi-derando características isoladas, isto é,trabalhando uma característica da plantade cada vez, como por exemplo: a corverde ou amarela da semente, sua formalisa ou rugosa, a forma da vagem lisa ou capítulo 16 275
  • 274. ondulada. Mendel contava o número de descendentes gerados em cadacruzamento de acordo com a característica analisada. Esses dadospermitiram-lhe deduzir as leis que governam a hereditariedade.Mendel estudou outros vegetais e também alguns animais, e a escolhapela ervilha não foi ao acaso, e sim por apresentar qualidades quefacilitavam seu manuseio e suas pesquisas.Ele realizou polinização cruzada para ter certeza dos resultados deseus cruzamentos intencionais e para evitar a autofecundação.Na época (1865), seus trabalhos foram apresentados para a Europae América. Mas não foram alvo de interesse, e muito menos reconhecidos,permanecendo esquecidos por aproximadamente 35 anos. Mendel morreu em 1884, sem ter recebido em vida o reco-nhecimento.Somente a partir de 1900, quando os estudos em genética se tornaramum trabalho sistematizado, três cientistas – Hugo De Vries (Holanda), CarlCorens (Alemanha) e Erick von Tschermak (Áustria) –, pesquisandoindependente e praticamente ao mesmo tempo, chegaram às mesmasconclusões às quais Mendel havia chegado, e todos reconheceram Mendelcomo o precursor da genética.O PRINCÍPIO DA DOMINÂNCIA As características estudadas por Mendel apresentam o princípio dadominância.Quando uma espécie apresenta duas ou mais característicasfenótipicas, podemos deduzir que o locus gênico correspondente podeser ocupado por fatores ou genes que determinam o mesmo caráter, masas gerações fenotípicas podem se manifestar de diferentes maneiras. Nos estudos de Mendel, eram levadas em consideração apenas duasalternativas fenotípicas para cada caráter estudado. Exemplos: as plantas que possuem alelos iguais para ervilhasamarelas dão sempre ervilhas amarelas. As que possuem genes paraervilhas verdes dão sempre ervilhas verdes. E as que possuem, em umloci, gene para ervilhas verde e em seu loci alelo, gene para ervilha276capítulo 16
  • 275. amarela, produzirão sempre ervilhasamarelas. De onde Mendel concluiu queo alelo que determina ervilha amarela édominante sobre o alelo que determinaa verde, que passa a ser recessiva.A partir de cruzamentos entre indi-víduos da geração F1 (primeiros filhos),Mendel observou que a dominância nãose manifestava em relação a certas ca-racterísticas.Nesse caso, o descendente híbridoapresenta um aspecto diferente, como sefosse uma mistura dos dois indivíduosque lhe deram origem.Na planta chamada maravilha, quan-do se cruzam plantas de flores brancascom plantas de flores vermelhas, seusprimeiros descendentes apresentamtodos uma coloração intermediária cor-de-rosa; é o caso de ausência de domi-nância.A 1 a L EI DE M ENDEL OU“L EI DA PUREZA DOS GAMETAS ”Postulado da 1ª Lei Cada caráter é condicionado por dois fatores. Eles se separam naformação dos gametas, indo apenas um fator para cada gameta. Mendel iniciou seus trabalhos, obtendo, através de cruzamentos,linhagens puras de cada uma das características estudadas. A partir daí passou a efetuar fecundação cruzada entre plantas delinhagens diferentes, e os descendentes foram chamados de híbridos. Ageração constituída de puros era chamada geração P (ou parental). Os descendentes da geração P originaram a geração F1 (primeirageração filial). Mendel autofecundou os descendentes da geração F1 eobteve a geração F2 (segunda geração filial). capítulo 16 277
  • 276. A partir desses resultados em F2 , Mendel definiu suas conclusões. P = planta alta x planta baixa F1 = 100% plantas altas F2 = 3 plantas altas e 1 planta baixaAnalisando os resultados obtidos nas gerações F1 e F2.1º- Na geração F1 desapareceu as plantas baixas.2º- Na geração F2 as plantas baixas ressurgem em todos os cruza-mentos, na proporção de 3 x 1, ou seja, três plantas de fenótipos altos euma de fenótipo baixo. Esse resultado foi repetido para todas as caracte-rísticas estudadas.Mendel percebeu que o caráter que determina a planta baixa nãodesaparecera em F1, havia se tornado oculta e reapareceu em F2. Comessa dedução, Mendel concluiu que cada característica é condicionadapor um par de fatores (os fatores a que Mendel se refere são os genes)que existem em formas alternativas. Um que determina planta alta e outroque determina planta baixa.Cada fator de um determinado par é recebido de um dos indivíduos dageração parental. Se os fatores forem diferentes, somente um se manifesta. O fator que semanifesta é o dominante, e o que não se manifesta é o recessivo.Os dois fatores que determinam a mesma característica, separam-sedurante a formação dos gametas, de modo que os gametas são semprepuros, pois possuem um único fator de cada par.Essas conclusões integram o postulado da 1ª Lei de Mendel.278capítulo 16
  • 277. P ROPORÇÕES MENDELIANAS Geração F1 = 100% de plantas altas: os descendentes F possuem os 1mesmos genótipos e fenótipos (Bb).Geração F2 = encontram-se 3 plantas altas e 1 planta baixa.BBBb BbbbSão encontrados ainda 3 genótipos diferentes:25% ou 1/4 das plantas altas são homozigotas – BB50% ou 1/2 das plantas altas são heterozigotas – Bb25% ou 1/4 das plantas baixas são homozigotas – bbE dois fenótipos:Plantas BB e Bb = são altas - representam 75% ou 3/4Plantas bb = são baixas - representam 25% ou 1/4Essas combinações explicam as proporções genótipicas de 1:2:1, efenótipicas de 3:1.A 2 a L EI DE M ENDELConhecida também como Lei do Diibridismo, pois Mendel, apósconstatar a segregação independente dos alelos, na 1ª Lei, passou ainvestigar a reprodução das ervilhas prestando atenção em dois caracteresao mesmo tempo. Em um dos cruzamentos Mendel considerou ao mesmo tempo osseguintes caracteres: a cor e a forma das sementes de ervilha, quepodem ser:- quanto à cor: amarela ou verde- quanto à forma: lisa ou rugosa. capítulo 16 279
  • 278. A A análise isolada dessas características mostrou que a cor amarelaé dominante sobre a verde, e a forma lisa é dominante sobre a rugosa.Como sempre, Mendel utilizou ervilhas puras na geração parental:Geração P: Amarela (V V) e lisa (R R) com verde (v v) e rugosa (r r). EmF1 obteve 100% de ervilhas amarelas - lisas (V v R r) heterozigotas (híbridos).P = VVRR x vvrrGametas: VRx vrCruzando os gametas da geração parental, obtêm-se em F1 :Gametas: VRVRvr V vR r VvRrF1 vrVvRrVvRrF1: 100% VvRr (ervilhas amarelas lisas) indivíduos híbridosAutofecundando os gametas descendentes híbridos de F1, ele obteve:F: V v R r1 xV v R r (genótipos)Gametas: V R, V r, v R, v r xV R, V r, v R, v rAnalisando F2GenótiposfenótiposV V R R (1)V V R r (2)9/16 amarelas e lisas: as duas características sãodominantesV v R R (2)V v R r (4)V V r r (1) 3/16 amarelas e rugosas: um caráter dominante e outroV v r r (2) recessivoV v R R (1) 3/16 verde e lisa: um caráter recessivo e outro dominante V v R r (2)Vvrr1/16 verde e rugosa: dois caracteres recessivos280 capítulo 16
  • 279. Proporção fenótipica: 9 . 3 . 3 . 1 Analise a interpretação dos resultados da geração F2Analisando a geração F2, Mendel concluiu que: a cor da ervilhaindepende da forma da ervilha ou vice-versa. Concluiu também que ascaracterísticas resultantes obedecem às proporções da 1ª Lei de Mendel:3 dominantes para 1 recessivo.Nas 16 combinações possíveis da geração F2, evidencia que os genespara essas características segregam-se independentes:3 amarelas para 1 verde3 lisas para 1 rugosaQuando há dois ou mais pares de alelos, localizados em pares decromossomos homólogos diferentes, cada um age e se segrega do outroindependentemente, totalmente ao acaso e com a mesma probabilidade,na formação de gametas. A 2ª Lei de Mendel e a formação dos gametas: Conhecendo o genótipo de um indivíduo, podemos determinar quantostipos de gametas o mesmo poderá gerar.n Essa quantidade é dada por 2 , onde n é o número de pares de alelosem heterozigoze, no genótipo analisado.Um indivíduo de genótipo: AaBb produz quatro tipos de gametas 2(2 = 4). AB; Ab; aB; ab, se forem considerados quatro pares de alelos 4(Aa; Bb; Cc; Dd) serão: 2 = 16, serão 16 tipos de gametas.genótipopares de heterozigoze tipos de gametasAaBB121 = 2AABbCc222 = 4AaBbCc323 = 8AaBbCcDd424 = 16AaBbCCDdEeFf525 = 32AaBbCcDdEeFf626 = 64capítulo 16 281
  • 280. D —> ABCDCd —> ABCdBD —> AbcDcA d —> AbcdD —> AbcDCd —> AbCdbD —> AbcDcd —> Abcd AaBbCcDdD —> aBCDCd —> aBCdBD —> abcDcd —> abcdaD —> abcDCd —> abCdbD —> abcDcd —> abcd282 capítulo 16
  • 281. testes1 – (PUC-RS)Do casamento de Antônio com Marília, ambos normais para ocaráter pigmentação da pele, nasceu Clarice, que é albina. Qual a probabilidadede o segundo filho desse casal ser também albino?a) 100%b) 85%c) 60%d) 25% e) 10%2 – (Fuv est-SP) Considere um homem heterozigoto para o gene A, duplorecessivo para o gene D e homozigoto dominante para o gene F. Considereainda que todos esses genes situam-se em cromossomos diferentes. Entreos gametas que poderão se formar encontraremos apenas a(s)combinação(ões):a) AdF b) AADDFF c) AaddFFd) AdF e adFe) ADF e adf3 – (PUCC-SP)Qual é a probabilidade de um casal de duplo heterozigoto paradois pares de genes autossômicos com segregação independente vir a ter umdescendente com apenas uma características dominantes?a) 15/16b) 9/16 c) 6/16 d) 3/16e) 1/16questões1 – Analise a genealogia:Sabendo que os indivíduos A, D e J são albinos e que os demais apresentam pigmentação normal, responda:a) Qual o caráter (albinismo ou norma- lidade) condicionado por um gene recessivo e quais os indivíduos que permitem essa conclusão?b) Quais os indivíduos homozigotos e heterozigotos obrigatórios?c) Quais os indivíduos cujo genótipo não se pode determinar com absoluta certeza?d) Se a mulher se casar com um indivíduo albino, qual a condição para que nasçam filhos albinos?e) Qual a probabilidade de F e G terem um filho (não importa o sexo) albino?2 – (Fuvest-SP)Em abóboras, a cor do fruto (branco ou amarelo) é controladapor um par de genes. Uma planta homozigota com frutos brancos foi cruzadacapítulo 16283
  • 282. com uma planta homozigota com frutos amarelos. A descendência desse cruza-mento foi inteiramente constituída por plantas com frutos brancos.O cruzamento entre as plantas dessa descendência produziu 132 abóboras, queforam colhidas por um agricultor.a) Quantos frutos amarelos e quantos brancos, desses 132, o agricultor espera obter?b) Quantos, desses 132 frutos, espera-se que sejam homozigotos?3 – (PUC-SP) Em uma determinada espécie vegetal foram analisadas duascaracterísticas com segregação independente: cor da flor e tamanho da folha. Osfenótipos e genótipos correspondentes a essas características estão relacionadosabaixo: COR DA FLORTAMANHO DA FOLHA FENÓTIPOS GENÓTIPOS FENÓTIPOS GENÓTIPOS Vermelho VV Largo LL RóseoVB Intermediário LE Branco BB EstreitoEESe uma planta de flor rósea, com folha de largura intermediária, for cruzada comoutra do mesmo fenótipo, qual a probabilidade de se obterem:a) plantas com flor rósea e folha de largura intermediária?b) plantas simultaneamente homozigotas para as duas características?4 – (Vunesp-SP)Observe os cruzamentos, onde o alelo A condiciona a coramarela em camundongos e é dominante sobre o alelo a, que condiciona a corcinza. Cruzamento I Cruzamento IIAa X Aa Aa X aa240 amarelos240 amarelos120 cinza 240 cinzaAnalise os resultados destes cruzamentos e responda:a) Qual cruzamento apresenta resultado de acordo com os valores esperados?b) Como você explicaria o resultado do cruzamento em que os valores observadosnão estão de acordo com os valores esperados?284 capítulo 16
  • 283. c a p í t u l o17ALTERAÇÕES DAS PROPORÇÕES MENDELIANASS EMIDOMINÂNCIA Nas sete características estudadas por Mendel, havia sempre duasvariedades facilmente distinguíveis, pois sempre existiu um gene alelodominante que ocultava totalmente a manifestação do outro gene alelorecessivo. capítulo 17 285
  • 284. Mas Mendel observou que, em alguns casos, a dominância de umacaracterística sobre a outra não acontecia, de maneira que o híbrido ouheterozigoto passaram a apresentar um fenótipo diferente e intermediárioem relação aos pais homozigotos, e as proporções: 3 fenótipos dominan-tes para 1 fenótipo recessivo, determinados na 1ª Lei não se mantinham.Quando ocorre tal fenômeno, fala-se em semidominância.Neste caso, do cruzamento entre dois heterozigotos, obtêm-se pro-porções fenotípicas iguais às proporções genotípicas.Por exemplo, nas plantas chamadas maravilha, quando se cruzamplantas de flores vermelhas com plantas de flores brancas ocorre o se-guinte: nascem plantas de flor rosa, um fenótipo intermediário aos pais.Na geração F2 a proporção fenotípica é de 1.2.1.G ENESLETAISGenes letais são aqueles que provocam a morte nos indivíduos.Essa morte pode ocorrer no período de vida embrionária ou na fasepós-natal; geralmente ocorre antes de o indivíduo se tornar adulto. Osgenes letais podem ser dominantes ou recessivos. São dominantesquando em homozigoze ou heterozigoze provocam a morte do indiví-duo. São recessivos quando provocam a morte somente em homozigoze.Um dos casos mais expressivos de genes letais foi estudado em 1905pelo geneticista francês Cuenot. Ele observou que cruzamentos entrecamundongos – considerando a cor do pêlo dos camundongos, que é286capítulo 17
  • 285. determinada por um par de alelos com relação de dominância – não da-vam os resultados esperados de acordo com as proporções mendelianas.Pois, quando cruzava camundongos amarelos, obtinha, em sua descen-dência, camundongos amarelos e pretos na proporção de 2 amarelos para1 preto, em vez de 3 amarelos para 1 preto. Após estudos científicos,verificou que o indivíduo portador de dois genes dominantes (AA) chega-va a se formar, mas morria no útero antes de nascer. Propôs, então, queo gene (A) em dose dupla era letal, ou seja, provocava a morte dos indiví-duos. Assim, pode-se notar que este gene é dominante quando ao carátercor da pelagem, mas se comporta como recessivo em relação à letalidade,pois precisa estar em homozigoze para provocar a morte do indivíduo.O cruzamento de dois camundongos amarelos (Aa x Aa) resulta na proporção de doiscamundongos amarelos para um camundongo cinza. O homozigoto CC morre dentrodo útero, o que explica a não-ocorrência da proporção fenotípica esperada de 3:1.Outros exemplos de genes letais: • A talassemia, anemia que ocorre em populações das regiões quelimitam o Mediterrâneo, é determinada por um gene (T), sendo sem alelorecessivo t responsável pelos genótipos normais. Os indivíduos degenótipos (TT) apresentam uma anemia incompatível com a vida. É achamada talassemia major. Os indivíduos de genótipo (Tt), sobrevivem eapresentam uma forma leve da anemia. Os indivíduos (tt) são normais. Ogene (T), que condiciona a talassemia, comporta-se como recessivo, poisé letal somente em homozigoze.• Outro exemplo, é a anemia falciforme ou siclemia, comum na África,causada pela substituição de um aminoácido nas cadeias de molécula daproteína hemoglobina. O portador apresenta as hemáceas em forma de capítulo 17287
  • 286. foice. O comportamento da doença é idêntico genotipicamente efenotipicamente ao da talassemia.H ERANÇA DETERMINADAPOR ALELOS MÚLTIPLOS( POLIALELIA ) Nos capítulos estudados, vimos que apenas um par de alelos comdominância ou não determina um caráter, mas existe herança, na qual severifica a existência de dois ou mais alelos para um mesmo locus, surgidosprovavelmente por mutações gênicas ao longo dos tempos. Embora existauma variedade de genes para o mesmo locus, a polialelia não foge aosprincípios da 1ª Lei de Mendel, pois apenas dois deles determinam acaracterística fenótipica nos indivíduos.Como exemplo de polialelia citaremos a cor da pelagem em coelhos,e os grupos sanguíneos humanos.C OR DA PELAGEM DOS COELHOSPara determinar a cor da pelagem dos coelhos, existe uma série dequatro genes alelos para um mesmo locus. Isso explica os quatro diferentesfenótipos de coelhos, quanto à cor da pelagem. São eles: aguti ouselvagem, chinchila, himalaia e albino.Nos coelhos do tipo selvagem ou aguti, os pêlos apresentam coloraçãomarrom-escura ou preta, com mesclagem amarela nas extremidades.Na variedade chinchila, os pêlos apresentam coloração cinza-claraou cinza prateada.Os coelhos himalaia caracterizam-se pela pelagem toda branca,exceto nas extremidades das orelhas, das patas, da cauda e do focinho,que são pretas.Os coelhos albinos são todos de pelagem branca.Cada tonalidade de pêlos é determinada por um alelo diferente:O gene C determina a variedade selvagem ou aguti e é dominanteem relação aos demais alelos. chO gene c determina a variedade chinchila e é dominante em relaçãoaos alelos responsáveis pelas variedades himalaia e albino. hO gene c determina a variedade himalaia e é dominante em relaçãoà variedade de albino.288 capítulo 17
  • 287. a O gene c determina a variedade albina e é recessivo em relação asdemais.Há, portanto uma relação de dominância de um gene sobre o outro:ch h aC > c> c > cComo conseqüência dessa relação, os quatro genes agrupando-sedois a dois na formação dos genótipos, podemos obter dez diferentesgenótipos, para quatro diferentes fenótipos:FenótiposGenótiposselvagem ou agutiCC, Ccch, Cch, Ccachinchilacchcch, cchch, cchcahimalaia c hch, chc aalbino c ac aExercício comentadoDo cruzamento entre um selvagem e um himalaia nasce uma prolecomposta por selvagens, himalaias e albinos. Sendo o albino o generecessivo, qual os genótipos dos pais? Resposta: Como o albino é recessivo em relação aos demais, e eleestá presente na prole, com certeza estava presente nos genótipos dospais.aOs genótipos dos pais serão heterozigoto selvagem para albino (Cc )h ae heterozigoto himalaia para albino (c c ).GRUPOS SANGUÍNEOSA herança dos grupos sanguíneos na espécie humana (sistema ABO)é um caso clássico de polialelia.Por volta de 1900, Karl Landsteiner, interessado nos estudos sobretransfusões sanguíneas, pois as mesmas ofereciam grande risco demortalidade devido à aglutinação do sangue, demonstrou que esseproblema ocorria devido à presença de anticorpos no plasma sanguíneoque reagiam com antígenos correspondentes existentes nas hemácias.Landsteiner confirmou também a não existência, no sangue de um mes-mo indivíduo, de anticorpos correspondentes aos antígenos presentes nascapítulo 17 289
  • 288. suas hemácias. Baseando-se nessas descobertas, concluiu pela existên-cia, na espécie humana, de quatro tipos sanguíneos básicos, que consti-tuem o chamado sistema ABO, os grupos: AB, A, B e O.Para melhor entender os aspectos que envolvem o sistema A B O, éimportante ter noção de reações antígenos x anticorpos.Antígenos: são proteínas específicas que atuam como corpo estra-nho no organismo de quem não as possui. Na presença de antígenos, oorganismo elabora proteínas de defesa denominadas anticorpos.O anticorpo, uma vez elaborado, combina-se com o antígeno, neu-tralizando seu efeito. Essa reação entre antígenos e anticorpos constituia defesa do organismo.Vimos que no sistema A B O distinguem-se quatro grupos sanguíneos.Veremos o que faz a pessoa pertencer a um ou outro grupo sanguíneo.Nas hemácias (glóbulos vermelhos do sangue), podem ser encontra-das duas proteínas denominadas aglutinogênio A e aglutinogênio B, res-ponsáveis pela determinação do fenótipo sanguíneo.O plasma sanguíneo, por sua vez, pode abrigar outras duas proteí-nas aglutinina anti-A e aglutinina anti-B. Os aglutinogênios e as aglutininasde mesmo nome não podem encontrar-se no mesmo indivíduo, pois issodesenvolveria reações do tipo antígeno x anticorpos.Assim sendo:Tipo de sangue Aglutinogênio (hemácias) Aglutinina (plasma)A AAnti-BB BAnti-A ABAeB - O- Anti-A e Anti-BPOSSÍVEISTRANSFUSÕESSANGUÍNEASPara que uma transfusão se concretize, há necessidade de umconhecimento prévio da tipagem do sangue do receptor e do sangue dodoador. Pois são inviáveis as transfusões em que o sangue doado contenhaaglutinogênios que encontrarão no receptor as aglutininas contrastantes: Exemplificando: se o sangue doado apresentar aglutinogênio A, o san-gue do receptor não pode conter aglutininas anti-A. Se o sangue doado con-tiver aglutinogênios B, o receptor não pode apresentar aglutininas anti-B.290capítulo 17
  • 289. Assim, um indivíduo do grupo A só poderá receber sangue igual aoseu ou então do tipo O, já que este não possui aglutinogênios. Igualmenteocorre com indivíduos do grupo sanguíneo B, que receberão sangue igualao seu ou do tipo O.Os indivíduos do grupo sanguíneo AB, em virtude de possuírem am-bos os antígenos, podem receber qualquer tipo de sangue.Já os indivíduos portadores do tipo O, por não apresentarem qual-quer um dos antígenos, só podem receber sangue do tipo O, ou seja,igual ao seu.Indivíduos do tipo O, por doarem sangue a todos os demais grupos,são denominados doadores universais.O grupo AB, por doar somente para indivíduos AB e receber de todosos demais, são denominados de receptores universais. Esquemas simplificados das possíveis transfusões sangüíneasD ETERMINAÇÃO GENOTÍPICA E FENOTÍPICA DO SISTEMA ABO Sabemos que a herança dos grupos sanguíneos é determinada poruma série de alelos múltiplos (polialelia). E que são três os envolvidos.ABO gene “I - e I ” são co-dominantes, ou seja, quando juntos expressamseus efeitos. Ae B Ambos os genes “I I ” são dominantes em relação a “i”. Podemosestabelecer, então as seguintes relações entre genótipos e fenótipos parao sistema ABO. capítulo 17 291
  • 290. Fenótipos GenótiposGrupo AIA IA, IA iGrupo BIB IB , IB iGrupo AB IA IBGrupo O iiABRelação de dominância I = I > iF ATOR R H A partir do sangue do macaco Rhesus, o dr. Landsteiner e o dr. Wienerdescobriram, em 1940, um outro sistema de grupos sanguíneos. Quandoinjetavam sangue do macaco Rhesus em cobaias, provocavam nessesanimais a fabricação de anticorpos contra o sangue do macaco. Em razão dessa reação concluíram que existia nas hemácias domacaco um antígeno, o qual denominaram Rh ou fator Rhesus.Os anticorpos produzidos pelas cobaias receptoras foram denominadosaglutininas anti-Rh.Os cientistas observaram ainda que os anticorpos produzidos pelascobaias, que aglutinavam as hemácias do macaco, também as aglutinavamem cerca de 85% dos indivíduos testados em amostragem.Os indivíduos cujas hemácias eram aglutinadas pelo soro anti-Rh fo- +ram denominados Rh positivo (Rh ) e quando não ocorreu aglutinaçãoforam denominados Rh negativo (Rh-). O soro anti-Rh é atualmente maisconhecido como soro anti-D.TRANSFUSÃOSANGUÍNEAQ UA N TO AO F ATO R R H Se o indivíduo for Rh negativo e receber sangue Rh positivo, o seusistema imunológico fabricará anticorpos contra esse antígeno. Essesantígenos fabricados permanecerão no indivíduo, e caso ele venha a +receber novamente uma transfusão com sangue Rh , as hemácias serãoaglutinadas, podendo inclusive pôr em risco a sua vida. Levando-se em conta os fatores citados, as transfusões que podemser feitas são:292capítulo 17
  • 291. ++Rh __________ doa para Rh -- +Rh __________ doa para Rh e para RhDETERMINAÇÃO GENOTÍPICA E FENOTÍPICA DO FATOR RHO fator Rh é condicionado por um par de alelos “R” e “r” ou “D” e “d”.O gene “R” ou “D” condiciona a produção do antígeno – fator Rh.O gene “r” ou “d” condiciona a não produção do fator Rh.Sabendo que “R” é dominante em relação ao seu alelo “r”, podemosconcluir que existem três genótipos para dois fenótipos. GenótiposFenótipos Rh+RR, Rr ou DD, Dd Rh-rr ou ddE RITROBLASTOSE FETAL OU DOENÇA HEMOLÍTICA DO RECÉM - NASCIDO Vimos que o fator Rh também atua como antígeno em indivíduos Rhnegativo. Na gravidez, pode ocorrer incompatibilidade entre o sangue da crian-ça e o de sua mãe quanto ao fator Rh, podendo acarretar sérios prejuízosà criança e até levá-la à morte. Essa incompatibilidade somente ocorrerá quando a mãe for Rh nega-tivo, e a criança, Rh positivo. A mãe sendo Rh- , não possui o fator Rh; apesar da existência da proteçãoda placenta, é comum, principalmente no momento do parto, o rompimentode vasos sanguíneos da placenta, o que permite o intercâmbio de sangue +entre mãe e filho. Sendo a criança Rh , o organismo materno produziráaglutininas anti-Rh. Essas por sua vez passam para a circulação da criança,onde reagirão com as hemácias dela, aglutinando-as e destruindo-as. Comoa produção de aglutininas é lenta, dificilmente alcançará uma taxa que possaprejudicar a criança, na primeira gestação. Mas se nova gestação ocorrer, e +a criança for Rh , corre-se o risco de os anticorpos da mãe atravessarem aplacenta e destruírem as hemáciåas do filho por hemólise.Daí o nome de doença hemolítica do recém-nascido (DHRN).A manifestação da doença na criança é caracterizada por: anemiaprofunda acompanhada de liberação de eritoblastos na corrente sanguí- capítulo 17293
  • 292. nea; icterícia, pele com coloração amarela devido à presença de bilirrubina(pigmento derivado da hemoglobina). Fígado e baço com volumesaumentados; possíveis lesões mentais, decorrentes do acúmulo dehemoglobina no cérebro.- Existe uma medida profilática para as mães Rh . Esta profilaxiaconsiste em aplicar na mãe uma dose de vacina contendo aglutininaanti-Rh logo após o parto. A função da vacina é destruir as hemácias dofilho que passarem para o sangue da mãe, e, com as hemáciasdestruídas, a mãe não será induzida a produzir mais aglutininas anti-Rh, afastando o perigo de a doença se manifestar numa próxima +gestação, sendo a criança Rh .F ATOR MNEm 1927, dois novos aglutinogênios foram descobertos e estudadospor Landsteiner e Levine. Esses aglutinogênios encontram-se nashemácias humanas e receberam a denominação de M e N. A produção desses aglutinogênios (antígenos) é condicionada porum par de alelos: M : possuem o aglutinogênio M em suas hemácias. Seu sangue reagecom o soro anti-M, mas não com o anti-N. N : possuem o aglutinogênio N em suas hemácias. Seu sangue reagecom o soro anti-N, mas não com o anti-M.MN : possuem os aglutinogênios M e N em suas hemácias. Seu sanguereage com os soros anti-M e anti-N.Determinação genotípica e fenotípica do sistema MN FenótiposGenótipos Grupo MMM Grupo NNN Grupo MN MN Entre M e N não há dominância.Normalmente as transfusões não oferecem riscos para a espéciehumana, pois os anticorpos anti-M e anti-N não são encontrados no san-gue humano.294capítulo 17
  • 293. testes1 – (Unif r-CE) Numa determinada espécie vegetal, não há dominância quantooao caráter cor vermelha e cor branca das flores, tendo o heterozigoto flor decor rosa. A probabilidade de se obter uma planta de flor vermelha, a partir docruzamento de uma planta de flor branca com uma de flor rosa é:a) 25,00% c) 12,75%e) nulab) 18,75%d)6,25%2 – (UNIP-SP)Em camundongos, o genótipo aa é cinza; Aa é amarelo e AAmorre no início do desenvolvimento embrionário. Que descendência se esperado cruzamento entre um macho amarelo e uma fêmea amarela?a) 1/2 amarelos: 1/2 cinzentos d) 2/3 cinzentos; 1/3 amarelosb) 2/3 amarelos: 1/3 cinzentose) apenas amarelos.c) 3/4 amarelos; 1/4 cinzentos3 – (Cesgranrio-RJ) coelhos, conhecem-se alelos para a cor de pêlo: C Em ch ha(selvagem), c (chinchila), c (himalaia) e c (albino). A ordem de dominância deum gene sobre outro ou outros é a mesma em que foram citados. Cruzando-sedois coelhos várias vezes, foram obtidas várias ninhadas. Ao final de alguns anos,a soma dos descendentes deu 78 coelhos himalaias e 82 coelhos albinos. Quaisos genótipos dos coelhos cruzantes?h ch ach a a ach ha aa) Cc X c a c ac) c h c X ca ca ae) c c X c cb) CC X c c d) c c X c c4 – (FMU/FIAM-SP) pessoa foi informada de que não pode doar sangue Umanem para seu pai, que é grupo sanguíneo “A”, nem para sua mãe, que é do grupo“B”. Podemos concluir que essa pessoa:a) pertence ao grupo Ab) pertence ao grupo Bc) pertence ao grupo ABd) pertence ao grupo Oe) possui tanto anticorpos anti-A como anticorpos anti-Bcapítulo 17295
  • 294. c a p í t u l o 18DETERMINAÇÃO GENÉTICA DOSEXO E LIGAÇÃO AO SEXOD ETERMINAÇÃO DO SEXOAs primeiras observações sobre as diferenças entre os cromossomosmasculino e feminino datam de 1891, e a partir de 1905, utilizandomicroscópio, cientistas constataram a existência, em muitas espécies,de um par de cromossomos que se diferenciava dos demais; deram-lhe o nome de cromossomos sexuais ou heterocromossomos.OS SISTEMAS XY, XO, ZW, ZO Foi constatado que, na maioria das espécies, o par que sediferencia dos demais, nas fêmeas, era constituído por cromossomosidênticos. Já nos machos, um dos cromossomos era idêntico aoencontrado nas fêmeas, e o outro apresentava-se morfologicamentediferente. Aos três cromossomos idênticos deu-se o nome de cromossomo“X”. E ao cromossomo que se diferencia morfologicamente, no macho,deu-se o nome de “Y”, o qual possui genes que determinam o sexomasculino.S ISTEMA XYNa grande maioria dos vertebrados, em alguns invertebrados enas plantas que produzem flores, o sexo feminino é representado por“XX” e o masculino por “XY”. Os cromossomos sexuais são denomina-296capítulo 181
  • 295. dos heterocromossomos ou alossomos, e os demais, autossômicos. Aespécie humana apresenta em suas células diplóides 23 pares decromossomos, dos quais 22 pares são autossomos. No sexo feminino, oúltimo par é constituído por dois cromossomos “X”. No sexo masculino, oúltimo par é constituído por um cromossomo “X” e outro “Y”.Sabemos que a meiose é o processo de divisão celular que dá ori-gem aos gametas. Assim, metade dos espermatozóides é “X”, e metadeé “Y”. Já no sexo feminino, todos os óvulos contêm o cromossomo “X”.Os machos são, portanto, heterogaméticos, e as fêmeas, homogaméticaspara o sexo.Existem as seguintes fórmulas para representá-los:sexo masculino 2 A X Ysexo feminino 2 A X XNo sistema “X Y”, o sexo é deter-minado pelo gameta masculino quefecunda o óvulo, pois somente ele portaou o cromossomo “X” ou o “Y”. A determinação do sexo de umacriança é feita pelo modo representadona fig. 18.1.S ISTEMA XO (fig. 18.1)O sistema “X O” é encontrado em insetos como gafanhoto, besouropercevejo, barata etc.Nesse sistema, os machos são2 A X O, e as fêmeas são 2 A X X. Osexo heterogamético é o masculino,pois produz dois tipos de gametas quan-to aos cromossomos sexuais: um queapresenta o cromossomo “X” e outrodesprovido de cromossomo sexual. Asfêmeas são o sexo homogamético, poisproduzem apenas um tipo de gameta:o “A X”. A determinação do sexo da descen-dência se faz do modo representado nafig. 18.2.(fig. 18.2) capítulo 18297
  • 296. S ISTEMA ZW No sistema “ZW”, comum nas aves, borboletas, mariposas, algunspeixes, bicho-da-seda, ocorre o contrário dos demais sistemas, pois a fêmeaapresenta dois cromossomos sexuais diferentes, sendo o sexo feminino oheterogamético “Z W” e o masculino o homogamético “Z Z”. Representando-se por “A” o conjunto haplóide de autossomos, têm-seas seguintes fórmulas cromossômicas: Macho: 2 A Z Z Fêmea: 2 A Z W A determinação do sexo da descendência se faz do modo representadona fig. 18.3.S ISTEMA ZOEncontrado em galinhas domésticas e répteis.Nesse sistema, a fêmea é “ZO” e o macho “ZZ”. Assim, a fêmea é o sexoheterogamético e o macho é o sexo homogamético. Representando-sepor “A” o conjunto haplóide de autossomos, têm-se a seguintes fórmulascromossômicas.Macho: 2AZZFêmea:2AZ0A determinação do sexo da descendência se faz do modo representadona fig. 18.4 (fig. 18.3) (fig. 18.4)O BALANÇO GÊNICOEstudos realizados para determinar o sexo da mosca Drosophilamelanogaster demonstraram que a determinação do sexo nessa es-pécie não é feita simplesmente pela presença dos cromossomos se-298capítulo 18
  • 297. xuais. Essa mosca apresenta quatro pares de cromossomos em suascélulas diplóides: três pares autossomos e um par de cromossomossexuais. Os machos são heterogaméticos, apresentando os cro-mossomos sexuais “X” e “Y”. As fêmeas são homogaméticas, apre-sentando os cromossomos “XX”. No entanto, o cromossomo “Y” nãointerfere na determinação do sexo da Drosophila, mas determina a fer-tilidade dos machos. Nesse caso, o sexo seria determinado por umbalanceamento entre genes de tendência feminilizante, localizados noscromossomos “X”, e genes de ação masculinizante, localizados nosautossomos. Considerando esses fatos, Calvim B. Bridges, citogeneticista norte-americano, concluiu que a ação desses dois grupos de genes poderia seravaliada pela razão entre o número de cromossomos “X” e o número dolote de cromossomos autossômicos presentes em cada mosca.Sexo da“X” (número de cromossomos X)drosófila“A” (número do lote autossômico)De acordo com o valor encontrado, pode-se determinar o sexo dadrosófila:Cromossomo X= 1 X = proporção é menor que 0,5 = sexoAutossomo 33supermachoCromossomo X = 1 X = 0,5 = sexo machoAutossomo2ACromossomo X = 2 X entre 0,5 e 1 = sexo intersexuadoAutossomo3ACromossomo X = 2 X = 1 = sexo fêmeaAutossomo2ACromossomo 3 X = maior que 1 = sexo superfêmeaAutossomo 2 Acapítulo 18 299
  • 298. superfêmea supermachofêmeaintersexuadomacho As moscas intersexuadas supermachos e superfêmeas são estéreis e raramente sobrevivem.Os graus de sexualidade em Drospphila melanogaster, segundo a hipótese deBridgesGINANDROMORFISMOSão indivíduos que apresentam metade do corpo com característicasfemininas e outra metade com características masculinas. Assim, a partedo corpo, formada por células “XX” manifestará o fenótipo feminino,enquanto a outra parte do corpo, formada por células “XO”, manifestarácaracterísticas masculinas.Pode ocorrer ginandromorfismo heterozigoto para características emque os genes estão ligados ao cromossomo “X”; surgem então indivíduoscom aspectos não comuns. Exemplos: o lado direito do corpo comcaracterísticas femininas e fenótipo normal, o lado esquerdo comcaracterísticas masculinas, e fenótipos mutantes: olhos de cor branca easas em miniatura.O ginandromorfismo é considerado um caso de mosaico, em queocorrem mudanças nas células sexuais depois do zigoto formado, devidoa mitoses anormais, que podem ocorrer espontaneamente ou induzidas.ONÚMERO DE GENOMASO termo genoma refere-se ao número “n” de cromossomos de umaespécie. Organismos que apresentam células com o número de genomasa mais ou a menos representam um tipo de aberração cromossômicaconhecida como aneuploidias.As aneuploidias surgem durante o processo da gametogênese pelanão disjunção dos cromossomos. A não disjunção na Meiose I leva à300capítulo 18
  • 299. produção de quatro gametas anormais: dois contendo um par decromossomos e os outros dois não contendo nenhum cromossomo(fig. 18.6).Se ocorrer na Meiose II, formam-se quatro gametas: dois normais,um apresentando o par cromossômico e o outro não contendo nenhumcromossomo desse par (fig. 18.7). (fig. 18.6) (fig. 18.7) A partir desses gametas anormais podem surgir zigotos e indivíduoscom um número anormal de cromossomos em suas células. Na espéciehumana, os casos mais comuns de aneuploidia envolvem os cromossomos“X”, e os autossômicos de números 13, 18 e 21.P RINCIPAISANEUPLOIDIAS : HUMANAS ÍNDROME DE T URNEROs indivíduos portadores dessa síndrome apresentam monossomia docromossomo “X”; ou seja, não têm um dos cromossomos “X”, apresentandoum cariótipo “44+X” ou “45X0”. As principais características dos portadores dessa síndrome são:sexo feminino; ovários rudimentares, nos quais não se encontramfolículos primários; cromatina “X” negativa; estatura baixa, seios poucodesenvolvidos, vagina estreita, malformações cardíacas e esqueléticas,retardamento mental.S ÍNDROME DE K LINEFELTEROs indivíduos portadores dessa síndrome, apresentam trissomia docromossomo sexual; ou seja, apresentam um cromossomo sexual a mais, Aapresentando um cariótipo “44 +XXY”.capítulo 18 301
  • 300. As principais características dos portadores dessa síndrome são:sexo masculino; pênis e testículos reduzidos; cromatina “X” positiva;estatura geralmente anormal; ginecomastia (seios desenvolvidos); ocorpo ganha contornos femininos; escassez de pêlos pubianos; defi-ciência mental.S ÍNDROME DE P ATAU Os indivíduos portadores dessa síndrome apresentam trissomia dopar de cromossomos “13”, ou seja, possuem um autossomo a mais,apresentando o cariótipo 45+XX = 47 cromossomos ou 45+XY = 47cromossomos. As principais características do portador são: lábios leporinos;platirrinia acentuada; deformidade de flexão dos dedos; microcefalia;pescoço curto; polidactilia e anomalias renais; retardamento mental;morrem em alguns meses.S ÍNDROME DE E DWARDSOs indivíduos portadores dessa síndrome apresentam trissomia dopar de cromossomos “18”, ou seja, possuem um autossomo a mais,apresentando o cariótipo “45+XX” ou “45+XY”.As principais características do portador são: osso occipital saliente;palato ogival; orelhas malformadas, com implantação baixa; peso baixo;pescoço curto; cardiopatias; calcanhares proeminentes; retardamentomental; sobrevivem apenas alguns meses.S ÍNDROME DE D OWN ( MONGOLISMO ) Os indivíduos portadores dessa síndrome apresentam trissomia dopar de cromossomos “21”, ou seja, apresentam um autossomo a mais. Osportadores podem ser do sexo masculino, apresentando o cariótipo “45+xy”ou do sexo feminino, cariótipo “45+XX. Foto de cromossomos de indivíduo com a síndrome de Down; reparenos três cromossomos 21, apontados pelas setas. A síndrome de Down se caracterizapelos seguintes sintomas: língua comfissura; prega pálpebras; inflamação daspálpebras; uma única prega no dedomínimo, prega transversal contínua napalma da mão; retardamento mental;freqüentemente nascem com defeitoscardíacos.302capítulo 18
  • 301. H ERANÇA LIGADA AO SEXO Uma das primeiras experiências desse tipo de herança, em que as carac-terísticas estão ligadas aos cromossomos sexuais, foi pesquisada e analisadapor T. H. Morgan em 1910. Estudando cruzamento entre moscas da espécieDrosophila melanogaster, observou a presença de um macho mutante, de olhosbrancos, sendo que os demais possuíam olhos vermelhos. Cruzando essemacho mutante com fêmea de olhos vermelhos, obteve uma primeira geração,que manifestou somente olhos vermelhos. Cruzando os indivíduos da primeirageração — ou geração F1 — entre si, produziu na segunda geração indivíduosde olhos vermelhos e indivíduos de olhos brancos na proporção de 3:1.Apesarde a proporção ser conhecida, Morgan observou que não havia fêmeas deolhos brancos. Todas as fêmeas possuíam olhos vermelhos, enquanto cercade 50% dos machos apresentavam olhos brancos e 50% olhos vermelhos.Com esses dados, Morgan deduziu que os cromossomos “X” e “Y”apresentavam um segmento não correspondente. O gene para cor de olhosestava localizado na região do cromossomo “X”, que não possui corres-pondência no cromossomo “Y”. Assim, um gene recessivo, cujo locus sóexiste no cromossomo “X”, teria sua característica garantida no machopor apresentar um único “X”. Quando apenas um par está presente, fala-se em hemizigoze. O gene que determina a cor dos olhos branca está emhemizigoze nos machos de drosófila.Cruzando filhas de machos de olhos brancos, que eram heterozigotaspara o caráter cor deolho, com outro machoGenótipo de fêmeas e machos de drosófilade olhos brancos, Mor-para a cor dos olhos.gan obteve 50% dos ma-chos e 50% das fêmeasde olhos brancos, confir-mando a herança ligadaao sexo.Machos de olhosabrancos (X Y) com fê-meas de olhos verme-lhos heterozigotasA a(X X ). capítulo 18303
  • 302. Resultado: AMachos de olhos vermelhos (X Y) – 25%aMachos de olhos brancos (X Y) – 25% A aFêmeas de olhos vermelhos (X X ) – 25% a aFêmeas de olhos brancos (X X ) – 25%H ERANÇA LIGADA AO SEXO NO SER HUMANOOs cromossomos “X” e “Y” encontrados na espécie humana são se-melhantes aos analisados em drosófilas: ambos possuem uma pequenaporção não homóloga, ou seja, uma porção de “X” que não existe em “Y”.Enquanto os genes envolvidos localizam-se no cromossomo “X”, em suaporção não homóloga, fala-se em herança ligada ao sexo. Nas mulheres,os genes podem aparecer em dose dupla, mas nos homens apresentam-se somente em dose simples. Em função dessas características, a mulherpode ser homozigota ou heterozigota para os referidos genes; e o homemé caracterizado como hemizigótico.Esquema dos cromossomos sexuais humanos, mostrando a localização dosgenes ligados ao sexo em dose dupla, na mulher, e simples no homem.Algumas anomalias humanas ligadas ao sexo:- daltonismo;- hemofilia;- distrofia muscular de Duchenne (degeneração progressiva dos mús-culos);304 capítulo 18
  • 303. - feminilização testicular (atrofia dos testículos);- síndrome do “X” frágil (deficiência mental); e outras mais.D ALTONISMO O daltonismo se caracteriza por deficiência na visualização de cores,sendo a mais comum a que atinge as cores vermelha e verde. Édeterminado por um gene recessivo ligado ao sexo, sendo representado dpor “X ” (d= gene defeituoso que condiciona o daltonismo), enquanto seu Dalelo dominante “X ” condiciona a visão normal (D = gene que condicionaa visão normal). Podemos então, determinar a seguinte relação genotípicae fenotípica para o daltonismo. SexoGenótipoFenótipo DDFemininoX X normal DdFemininoX X normal (portadora) d dFemininoXXdaltônica DMasculino X Y normal dMasculino XYdaltônico Podemos notar que, para ser daltônica, a mulher necessita do gened“X ” em dose dupla, o que significa dizer que precisa ter pai daltônico emãe daltônica ou portadora para o referido gene; já o homem precisadreceber apenas um “X ” da mãe, que deve ser daltônica ou portadora. Ooutro cromossomo sexual “Y” o homem recebe do pai. Como esta situaçãoé a mais provável, justifica-se a maior frequência de daltonismo no homemdo que na mulher. A freqüência estimada do daltonismo na espécie humanaé de aproximadamente 5% para os homens e de 0,25% as mulheres.H EMOFILIA A hemofilia caracteriza-se por um retardamento na coagulação,conseqüência da produção insuficiente de tromboplastina, enzimaindispensável para o mecanismo da coagulação do sangue. O tipo mais comum de hemofilia é a do tipo “A”, devido à falta do fatorVIII ou globulina anti-hemofílica e responde por 85% dos casos da ano-malia. Nas hemofilias “B” e “C”, bastante raras, faltam outros fatores decoagulação, sendo a “C” a única que não está ligada ao cromossomo “X”.h Essa anomalia é também condicionada por um gene recessivo (X )Hligado ao sexo. E seu alelo dominante “X ” é que determina a normalidade. capítulo 18 305
  • 304. Baseados nos dados, podemos concluir os seguintes genótipos e fenótipospara hemofilia: Sexo GenótipoFenótipoHH FemininoX XnormalHh FemininoX Xnormal (portadora)hh FemininoX XhemofiliaH Masculino X Ynormalh Masculino XY hemofílico A hemofilia é mais comum nos homens (cerca de 1 caso para 10 milhomens) e muito rara nas mulheres.O homem hemofílico pode levar uma vida normal, desde que não seexceda em atividades cansativas. Mas deve ter consciência daspossibilidades de gerar filhos hemofílicos. Se tiver filhos com uma mulherH Hnormal (X X ), todos os filhos serão normais, mas todas as filhas serãoH hportadoras (X X ).Isso significa que seus netos poderão ser hemofílicos, mesmo o paisendo normal.As raras mulheres hemofílicas necessitam de tratamento intensivopara sobreviver. Há casos em que é necessário inibir o ciclo menstrualcom hormônios para evitar a perda de sangue na menstruação. H ERANÇARESTRITA AO SEXOA herança restrita ao sexo caracteriza-se por se manifestar somenteno sexo masculino. Os genes envolvidos situam-se no cromossomo “Y”,na porção não homóloga ao cromossomo “X”.O caráter passa de pai para filho, e nunca para filhas.Um exemplo de herança restrita ao sexo é a hipertricose, que se caracterizapela presença de pêlos grossos e longos nas orelhas masculinas.Os genes situados no cromossomo “Y”, na porção não homóloga a “X”,são denominados holândricos (do grego holos = todos; andros = masculino).H ERANÇAINFLUENCIADA PELO SEXOA herança influenciada pelo sexo caracteriza-se por apresentar genesque se expressam melhor de acordo com o sexo do indivíduo. O gene306capítulo 18
  • 305. que determina a calvície expressa-se melhor quando na presença dehormônios masculinos. Expressando a calvície pelo “C”, um homem calvopode apresentar o genótipo “CC” e “Cc”, enquanto a mulher com genótipo“Cc” terá cabelos normais, e a calvície só se manifestará na mulher quandoo que gene estiver em dose dupla, ou seja, “CC”.Baseando-se em dados, podemos determinar os seguintes genótipose fenótipos para calvície: Sexo GenótipoFenótipoFemininoCCcalvaFeminino C c ou c cnormal Masculino C C ou C ccalvo Masculinoccnormaltestes1 – (OSEC-SP) No heredograma abaixo, verifica-se um gene recessivo ligadoao sexo e que condiciona determinada moléstia.A probabilidade de que o primeiro filho do casal3 seja do sexo masculino e afetado é:a) 0 d) 2/3b) 1/2 e) 1/8c) 1/42 – (Fuvest-SP) O daltonismo é caso de herança recessiva ligada aocromossomo “X”. Uma mulher de visão normal, cujo pai é daltônico, casou-secom um homem de visão normal. A probabilidade de crianças daltônicas naprole dessa mulher é de:a) 1/4 dos membrosd) 1/8 das criançasb) 1/4 das meninase) 1/2 dos meninos e 1/2 das meninasc) 1/2 dos meninos3 – (PUC-RS) Roberto é um indivíduo normal para a hemofilia. A mãe de Paula,sua esposa, é portadora do gene para esse caráter patológico.O casal já tem um filho hemofílico.Qual a probabilidade de esse casal ter uma filha portadora?a) 100%b) 75%c) 50%d) 45% e) 25% capítulo 18 307
  • 306. c a p í t u l o 19INTERAÇÕES ENTRE GENESI NTERAÇÃOGÊNICAConsiste no processo pelo qual dois ou mais pares de gens alelos,localizados em cromossomos homólogos diferentes, condicionamconjuntamente um único caráter.Com estudos mais avançados em genética foram encontradas novasproporções fenotípicas além das obtidas por Mendel, o que possibilitouentender como pares de genes com distribuição independente condicionamum único caráter.Um exemplo de interação gênica foi observado por Bateson e Punnet,ao analisar as formas das cristas em galinhas domésticas, que podemapresentar quatro formas básicas, denominadas: cristas simples, cristarosa, crista ervilha e crista noz.crista Rosacrista Nozcrista ervilhacrista simplesApós realizar vários cruzamentos entre aves, foi possível concluir queo caráter em questão depende da interação entre dois pares de alelos: R308capítulo 19
  • 307. e E. Para cada um desses genes, existe seu alelo recessivo: r e e. Osexperimentos demonstraram o seguinte tipo de interação: o indivíduo decrista noz obrigatoriamente possui os dois genes dominantes (R- E-). Jáos indivíduos de crista ervilha possuem somente o gene dominante “E”(E- rr). Os indivíduos de crista rosa possuem somente o gene dominante(R- ee), enquanto os indivíduos de crista simples possuem o genótipoduplo recessivo (rr ee). A análise do cruzamento entre galinhas com cristas rosa e ervilhapermitiu concluir que a forma da crista é condicionada pela interação dedois pares de alelos que se segregam independentemente. Geração P: crista ervilha xcrista rosa Genótipos: EErr xeeRR Gametas: Er x eR F1 = EeRe ——> crista nozF1 = EeRr x EeRe ———> ———>Gametas: ER, Er, eR, erx ER, Er, eR, erGametas femininos Gametas masculinosGeração F2capítulo 19 309
  • 308. Interpretando os resultados F1 x F1 = F2 FenótiposIndivíduosProporçãoCrista noz 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 139/16Crista ervilha 6, 8, 14 3/16Crista rosa11,12, 153/16Crista simples161/16Há certos fenótipos que dependem de genes complementares, comoocorre com a cor em ervilha-de-cheiro. A ervilha-de-cheiro apresenta flo-res de cor púrpura e de cor branca. O caráter púrpura é dominante sobrea cor branca, pois cruzando-se branca com branca, em F1, obtém-se 100%de cor púrpura, em F2: púrpuras com brancas, resultam na proporção de 9púrpuras para 7 brancas. Geração P: Flores brancas x Flores brancasBBpp x bbPP Genótipos:BpxbP BpPb100 púrpuras F 1 x F 2: BbPp x BbPp Genótipos: BP, Bb, BP, bp x BP, Bb, bP, bp F 2:1/4 CP1/4 Cp 1/4 cP1/4 cp1/16 CCPP 1/16 CCPp 1/16 CcPP 1/16 CcPp 1/4 CP(1)(2) (3) (4)1/16 CCPp 1/16 CCpp 1/16 ccPP1/16 Ccpp 1/4 Cp (5) (6) (7)(8)1/16 CcPP 1/16 CcPp1/16 ccPP 1/16 ccPp 1/4 cP (9) (10) (11)(12)1/16 CcPp 1/16 Ccpp1/16 ccPp 1/16 ccpp 1/4 cp (13)(14) (15)(16)FenótiposIndivídiuos (genótipos) Proporções Flor púrpura1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 13 9/16 Flor branca6, 8, 11, 12, 14, 15, 16 7/16310 capítulo 19
  • 309. H ERANÇAQUANTITATIVA A herança quantitativa, também conhecida como poligenia, carac-teriza-se por apresentar caracteres que variam quantitativamente de for-ma contínua, isto é, entre fenótipos extremos existem muitos fenótiposintermediários.Na herança quantitativa, as variações fenotípicas resultam de umasomatória de genes; por exemplo: a coloração da pele humana — entre obranco e o negro há um grande número de fenótipos possíveis; quanto àestatura: entre 1,60 m e 1,80 m, há um grande número de fenótipos.Cor da pele nos humanosConsiderando que dois pares de genes condicionam a produção damelanina (pigmento escuro responsável pela cor da pele): os genes do-minantes: A e B e seus respectivos alelos recessivos a e b. Quanto maioro número de genes dominantes, maior será a quantidade de melanina,mais escura será a pele. Os genes dominantes A e B acrescentam ao fenótipo uma certa quan-tidade de melanina (genes aditivos), enquanto “a” ou “b” não interferemem nada no fenótipo. Baseando-se nessas informações podemos deter-minar os possíveis genótipos e fenótipos para a cor da pele. GenótipoFenótipo Nº de genes aditivos (cor da pele)ou acrescentadosAABB negro4AaBB ou AABb mulato escuro3AaBb, Aabb, aaBB mulato médio 2Aabb, aaBb mulato claro 1aabb branco 0capítulo 19 311
  • 310. Podemos observar que para4 genes temos 5 fenótipos.Vejamos os resultados genotípicos e fenotípicos que seriam obtidos a partirdo cruzamento de dois indivíduos mulatos médios, duplo-heterozigotos mulato médio x mulato médioAaBb AaBb312capítulo 19
  • 311. E FETUANDOAS COMBINAÇÕES POSSÍVEISAB AB ABAB ABAABB AABbAaBB AaBb Ab AABbAAbbAaBb Aabb aB AaBBAaBb aaBBaaBb abAaBbAabb aaBb aabb Analisando os resultados das combinações, podemos concluir que ogenótipo dos pais é: AaBb, e os próximos filhos do casal poderão ser:Negro: 1/6 (AABB)Mulato escuro: 4/16 (2 AABb e 2 AaBB)Mulato médio: 6/16 (4 AaBb, 1 Aabb e 1 aaBB)Mulato claro: 4/16 (2 Aabb, 2 aaBb)Claro: 1/16 (aabb)Uma maneira mais simples de obter as proporções fenotípicas nageração resultante entre heterozigotos é a utilização do triângulo de Pascal,constituído com base na distribuição dos coeficientes do binômio deNewton elevado à potência “N”.P LEIOTROPIADenomina-se pleiotropia ou efeito pleiotrópico quando um único parde genes atua na manifestação de vários caracteres.Existem alguns exemplos de pleiotropismo na espécie humana, e omais comum é o responsável pela doença denominada fenilcetonúria. Acausa dessa doença é um par de genes recessivos, que condiciona umdefeito na enzima fenilalamina hidroxilase. A enzima torna-se incapaz detransformar a fenilalamina em tiroxina. Em vez de tiroxina forma-se o áci-do fenilpirúvico; este começa a aparecer na urina e no líquido cérebro-espinhal. Na idade de crescimento, esse ácido atinge o sistema nervosocentral e causa deficiência mental. A falta de tiroxina, por sua vez, diminuia produção de melanina. Por isso, as crianças fenilcetonúricas exibemtambém pele mais clara do que deveriam ter. Portanto, devido à pleiotropia capítulo 19 313
  • 312. do gene anormal, vários são os efeitos que ocorrem simultaneamente:deficiência mental, pele clara, fenilpirúvico na urina.E PISTASIAEpistasia é o fenômeno pelo qual um par de genes alelos inibe amanifestação de outro par, localizado em diferentes cromossomoshomólogos. O gene que inibe a manifestação do outro é chamado deepistático, e o que é inibido de hipostático. Quando o gene epistático édominante, fala-se em epistasia dominante. Podendo ocorrer a epistasiarecessiva, quando o gene epistático é recessivo.E PISTASIA DOMINANTEUm exemplo clássico é o observado na galinha da raça Leghorn, cujaplumagem pode ser branca ou colorida. A plumagem colorida depende da presença de um gene dominante“C”, e as aves de genótipo “cc” são brancas. Mas não é somente o “C” quedetermina a cor da plumagem. Existe um outro gene representado por “I”,que é epistático sobre “C”, ou seja: quando presente impede a manifesta-ção do “C”. E é pela ação desse gene que aves “I_ C_”, mesmo possuindoum gene “C”, são brancas, Portanto, a cor da plumagem da galinha Leghorndepende da presença do “C” e da ausência do “I”, sendo coloridas asgalinhas de genótipo “iiC_”.E PISTASIA RECESSIVA É o que ocorre com a cor dos pêlos em ratos. Esse caráter dependede dois pares de genes localizados em diferentes pares de homólogos.Um dos pares de alelos é representado pelas letras “C” e “c”. O alelo “C”determina o pigmento preto, seu alelo recessivo “c”, em homozigoze,condiciona a ausência de pigmento (albinismo). Outro par de genes “A” e“a”, onde o “A” condiciona a produção de pigmento amarelo, e o recessivo“a” a ausência de pigmentos.Os ratos de genótipos “C_ A_” apresentam pigmentos pretos e ama-relos, conhecidos como aguti ou selvagem. Os indivíduos “C_aa” são pre-tos porque produzem apenas pigmentos da cor preta. Os de genótipo“ccA_” são albinos, pois o gene “c” impede a produção de pigmento. Osgenótipos “ccaa” serão também albinos.Neste caso, é o “c” recessivo epistático que impede a manifestaçãotanto do não alelo dominante “A”, como de seu recessivo “a” (hipostáticos).314 capítulo 19
  • 313. testes1 – (UFRS)A genética da cor da pele, no homem, é um exemplo de herança:a) quantitativa b) polialélica c) citoplasmática d) pleiotrópica2 – (FUABC-SP)Em cães, o gene “I”, que determina a cor branca, é epistáticoem relação ao gene “B”, que determina a cor preta, e a seu alelo “b”, que determi-na a cor marrom. Sabe-se também que o gene “I” e seu alelo “i” segregam-seindependentemente do gene “B” e de seu alelo “b”. Do cruzamento entre ma-chos e fêmeas com genótipo “IiBb” esperam-se descendentes que se distribuamna seguinte proporção fenotípica:a) 13 : 3 b) 9 : 3 : 3 : 1 c) 9 : 6 : 1 d) 9 : 4 : 3 e) 12 : 3 : 1 questões1 – (Fuv est-SP)A pigmentação da plumagem de galinhas está condicionada pordois pares de genes autossômicos situados em cromossomos diferentes. O geneC determina a síntese de pigmento e seu alelo c é inativo, determinando a corbranca. O gene I inibe a formação de pigmento e seu alelo i não o faz. Docruzamento de indivíduos Ccii com indivíduos CcIi, quais os genótipos e fenótiposesperados?2 – (UNIP-SP)Duas variedades de milho, com alturas médias de 122 cm e182,8 cm respectivamente, são cruzadas. A F1 é bastante uniforme com média de152,4 cm de altura. De 500 plantas da F2, duas tinham apenas 121,9 cm e duastinham 182,8 cm. Qual o número de poligenes envolvidos e quanto cada umcontribui para a altura? capítulo 19 315
  • 314. c a p í t u l o20LINKAGE E MAPA GÊNICO Em meados de 1910, o geneticista americano Thomas Hunt Morgan,trabalhando com Drosophila melanogaster, observou que nem sempre osgenes responsáveis pelas características hereditárias são transmitidosindependentemente, restringindo assim a Segunda Lei de Mendel. Morganverificou que certos genes ocorriam sempre juntos, ou seja, encontravam-se sempre no mesmo cromossomo. Diz-se, então, que esses genes estãoligados; o fenômeno é chamado de ligação gênica ou linkage. O grupo delinkage, por apresentar-se unido, não se separa na formação de gametas,a não ser que ocorra permutação ou crossing-over. No processo de meio-se, em que os pares degenes “Aa” e “Bb” estão lo-calizados em cromosso-mos diferentes, verificamosa formação de quatro tiposde gametas diferentes,mas, quando os genes “Aa”e “Bb” estão localizados nomesmo cromossomo e nãoocorre permuta, formam-seapenas dois tipos de game-tas,em igual proporção:1/2 AB : 1/2 ab.316capítulo 20
  • 315. P ERMUTA OU RECOMBINAÇÃOGÊNICA( CROSSING - OVER )Normalmente os genes ligados caminham juntos na formação degametas — é a ligação ou linkage completo. Mas é comum ocorrer trocade pedaços de cromátides, ou seja, a permuta ou crossing-over. Sabemosque, durante a prófase I da meiose, os cromossomos homólogosduplicados emparelham, formando a tétrade ou um conjunto de 4cromátides. É durante esse período que pode ocorrer quebra de cromátidescom posteriores ligações; nessas ligações podem ocorrer trocas decromátides homólogas.O crossing-over, mostrando a permuta e a conseqüente combinaçãoentre os loci “A” e “B”:Em conseqüência da permuta, genes que estavam ligados podem seseparar e migrar para diferentes gametas, que passam a denominar-se“gametas recombinantes”, e o linkage é parcial ou incompleto.Para representar os genes ligados: o genótipo pode ser representadopor diferentes modos. Suponha-se que o genótipo seja “AABB”, asrepresentações possíveis são:A______B ou (AB) (AB)ABOs traços representam cromossomos homólogos.Os indivíduos de genótipos “AaBb” admitem duas representações.Quando os genes “AB” estão no mesmo cromossomo e os genesrecessivos (a e b) em seu homólogo, teremos um heterozigoto denominadocapítulo 20 317
  • 316. CIS. Caso contrário, teremos um caso de heterozigoto denominado TRANS.Heterozigoto CISA______B ou (AB) (ab)abHeterozigoto TRANSA______b ou (Ab) (aB)aBCALCULANDO A TA X A D E C R O S S I N G - O V E RQuanto maior for a distância entre os genes em linkage, maior será apossibilidade de trocas ou permutas entre eles, e, em conseqüência, mai-or a quantidade de genes recombinantes. Vamos supor que dois genesestão afastados a uma distância que permite a ocorrência de permuta em60% das meioses; nesse caso, formam-se dois tipos de gametasrecombinantes, e cada um deles corresponde a 15% do total dos gametasformados. O total de recombinações é a taxa de crossing-over. Essas taxas,baseando-se no exemplo citado, são de 30%: 15% para (Ab) mais 15%para (aB).A taxa de recombinação serve como indicador da distância en-tre os genes.M A PA S GÊNICOSSabemos que a taxa de crossing-over depende da distância que existeentre os genes no cromossomo. Se a distância for maior, a taxa de crossing-318 capítulo 20
  • 317. over será alta; se for muito pequena, pode chegar ao ponto de não ocorrercrossing-over.Convencionou-se usar para uma taxa de 1% de crossing-over o valorde 1 unidade de recombinação (UR) ou 1 morganídeo. Assim, se doisgenes apresentam 15% de taxa de crossing-over, a distância entre oscromossomos é de 15 unidades de recombinações ou 15 morganídeos.Conhecendo-se a distância entre os diferentes locais onde os genesse encontram, é possível construir os mapas gênicos. Se soubermos aporcentagem de permuta entre três genes “A”, “B”, “C”, por exemplo, po-demos identificar as suas posições relativas no cromossomo. Portanto, sea porcentagem de recombinações entre:A e B for de 20%A e C for de 5%B e C for de 15%A distância entre eles será de:A e B __ 20 morganídeosA e C __ 5 morganídeosB e C __ 15 morganídeosOcupam, portanto, as seguintes posições no cromossomo: 515{ { ACB{20A seqüência dos genes no cromossomo é de A.C.B.Exercício comentado Em um cromossomo, os genes se mantêm a uma distância de 18morganídeos. Em que porcentagem segregam os gametas do genótipo?C________________________Bc________________________b18 morganídeos capítulo 20 319
  • 318. Resolução Se a distância entre os loci “C” e “B” é de 18 morganídeos, isso signi-fica que a porcentagem de permuta ou crossing-over é de 18%. Na forma-ção de gametas, 18% serão recombinantes. Parentais Porcentagem 82%c____B41%c____b 41% C________B __mitoses__gameta C________b 18%C___b 9%c____B9%Recombinantestestes1 – (Fuvest-SP) Os genes X, Y e Z de um cromossomo têm as seguintesfreqüências de recombinação:Genes Frequência de recombinação X e Y15% Y e Z30% Z e X45%Qual a posição relativa desses três genes no cromossomo?a) Z X Y b) X Y Z c) Y Z X d) X Z Y e) Y X Z2 – (Uni-Rio) indivíduo, com o genótipo AaBb, produz gametas nas seguintesUmproporções: 25% AB, 25% Ab, 25% aB e 25% ab. Outro indivíduo, com o genótipoDdEe, produz gametas nas seguintes proporções: 50% DE e 50% de.Podemos concluir que:a) os genes D e E estão ligados e entre eles não ocorre crossing-overb) os genes D e E estão ligados e entre eles ocorre crossing-overc) os genes D e E segregam-se independentemente e entre eles não ocorre crossing-over320 capítulo 20
  • 319. d) os genes A e B estão ligados e entre eles não ocorre o crossing-overe) os genes A e B segregam-se independentemente e entre eles ocorre o crossing-over3 – (Osec-SP)Thomas Morgan elaborou os mapas cromossômicos de Drosophilamelanogaster, onde assinalava as distâncias entre os genes situados num mesmocromossomo. A construção desses mapas só foi possível aceitando-se umasuposição básica de que:a) a ocorrência de crossing-over se desse na meioseb) os genes alelos ocupassem os mesmos locic) os genes alelos estivessem em dose duplad) os genes não alelos de um cromossomo estivessem dispostos linearmente ao longo delee) só houvesse crossing-over na gametogênese das fêmeas questões1 – (Fuv est-SP)O cruzamento AaBb x aabb produziu a seguinte descendên-cia:genótipos: AaBb, aaBb, Aabb, aabbfreqüências: 48% 2% 2% 48%a) Qual a distância entre os genes em questão, em unidades de recombinação?b) Qual a posição dos genes nos cromossomos do heterozigoto utilizado no cruzamento?2 – (Fuvest-SP) Um organismo, homozigoto para os genes A, B, C, D, todoslocalizados em um mesmo cromossomo, é cruzado com outro, que é homozigotorecessivo para os mesmos alelos. O retrocruzamento de F1 (com o duplo recessivo)mostra os seguintes resultados:- não ocorreu permuta entre os genes A e C-ocorreu 20% de permuta entre os genes A e B e 30% entre A e D-ocorreu 10% entre B e Da) Baseando-se nos resultados acima, responda qual é a seqüência mais provável desses quatro genes no cromossomo, a partir o gene A.b) Justifique sua resposta.capítulo 20 321
  • 320. c a p í t u l o 21EVOLUÇÃOEvolução significa mudança: as espécies modificam-se ao longo dotempo. Na história da ciência a idéia evolucionista é relativamente recente;o que prevaleceu até o final do século XVIII foi a idéia de que os seres vivoseram em número fixo e imutáveis — o fixismo.T EORIASE EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃOO primeiro a tentar explicar o processo da evolução foi Jean-BaptisteLamarck (1744-1829). Lamarck combatia as idéias criacionistas e fixistasda época, e foi o primeiro a tentar explicar cientificamente o mecanismopelo qual a evolução acontece. Para Lamarck, os seres vivos vão desenvolvendo determinados órgãosde acordo com suas necessidades de sobrevivência. Um dos exemplosmais conhecidos é o do pescoço da girafa. Segundo Lamarck, as girafasatuais, com pescoço comprido, eram descendentes de girafas ancestraisque provavelmente tinham pescoço curto, mas, com a necessidade dealcançar alimentos (folhagens das árvores), tinham de esticar o pescoço,e, com isso, o pescoço alongou-se. E essa característica adquiridafoi trans-mitida aos seus descendentes, originando as atuais girafas de pescoçolongo. Portanto, pelo uso ou desuso da característica, e sua transmissãoaos descendentes, ocorreu a evolução das espécies. E quando o organismo não necessita do órgão o mesmo se atrofia. Alei do uso ou desuso ficou conhecida como a 1ª Lei de Lamarck. Lamarck utilizou-se de outros exemplos, como o das aves que vivemem regiões alagadas e possuem as pernas altas, de tanto esforço que322capítulo 21
  • 321. O lamarckismo e o comprimento do pescoço das girafasfaziam para não molhar as penas quando se locomoviam. Os tamanduásapresentam a língua comprida de tanto esticá-la na captura de formigas.A 2ª Lei supõe que as características adquiridas pelo uso (ou atrofiadaspelo desuso) são transmitidas de geração a geração; é a lei da herança doscaracteres adquiridos. Sabemos hoje que as variações entre indivíduos depende da informaçãogenética e que somente essas informações e as mutações dos genes podemser transmitidas a uma geração seguinte. O biólogo alemão Weissman (1868 a 1876) conseguiu refutar as Leis deLamarck: cortou a cauda de ratos durante várias gerações, e os seus filhotescontinuavam a nascer com cauda.Por esse experimento, Weissman provou que essa característicaadquirida pelos ratos — ausência de cauda — não foi transmitida a outrasgerações.T EORIA DE D ARWINCharles Darwin (1809-1882), naturalista inglês, expôs em seu livroA origem das espécies suas idéias a respeito da evolução e do mecanis-mo de transformações das espécies. capítulo 21 323
  • 322. Aos 22 anos, embarcou a bordo do barco inglês Beagle, e durantecinco anos viajou ao redor do mundo — América do Sul (inclusive o Brasil),as ilhas Galápagos; depois a Nova Zelândia e a Austrália. Nas terras visitadas coletou dados e inúmeros exemplares de orga-nismos, que levou para a Inglaterra. Quando iniciou os estudos e a orga-nização do material coletado como resultado de suas observações, Darwinadmitiu que as transformações que ocorriam com as espécies eram alte-rações das espécies já existentes. Mas Darwin desconhecia as causasque levariam as espécies a se modificar. Uma pista surgiu quando, lendoum trabalho publicado por Thomas Malthus sobre populações, no qualafirmava que as populações tendem a crescer em progressão geométrica,e os alimentos cresciam em progressão aritmética. O crescimentoacelerado da população levaria à escassez de alimentos e de espaçonecessário à sobrevivência.A obra de Malthus contribuiu para que Darwin elaborasse a teoria deseleção natural, na qual concluiu que todos os organismos que nascem nemsempre apresentam condições de sobrevivência. Apenas sobrevivem os quetêm maiores condições de adaptarem-se às condições ambientais, e elesreproduzem-se deixando descendentes férteis.C O M PA R A Ç Ã O ENTRE AS TEORIAS DE DARWINE LAMARCK Vimos que Lamarck, ao explicar o comprimento do pescoço da girafa,dizia que ele se alongara devido à necessidade de alcançar alimentos naspartes mais altas das árvores. Já Darwin entendia que, no passado, osancestrais das girafas atuais possuíam pescoços de tamanho variável, e acompetição pelo alimento disponível favoreceu as girafas de pescoço longo.Para Lamarck, o ambiente induz os seres a modificarem-se para se adap-tarem a ele. Para Darwin, o meio age selecionando as mudanças já existentes.EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃOAs evidências da evolução normalmente encontram-se relacionadas comdocumentos fósseis do passado ou em comparações entre os seres vivos esua distribuição geográfica. Evidências fósseisSão vestígios deixados por seres vivos, soterrados nas profundezasde mares, oceanos, lagos ou vales. Normalmente são esqueletosmineralizados, chegando a manter a forma original ou, em muitos casos,deixando apenas moldes nas rochas.324capítulo 21
  • 323. Analisando as semelhanças e diferenças existentes entre as espécies,pode-se concluir que ocorreu surgimento de algumas espécies edesaparecimento de outras ao longo do tempo.Anatomia comparadaA anatomia comparada tem por finalidade estudar as semelhanças ediferenças entre as estruturas anatômicas de duas ou mais espécies paradeterminar o grau de parentesco. Os estudos da anatomia comparadautilizam dois tipos de órgãos: os homólogos e os análogos.Órgãos homólogosSão aqueles que apresentam a mesma origem embrionária esemelhanças anatômicas, mas realizam funções diferentes, como porexemplo os membros anteriores do homem, do cão, as asas das aves edos morcegos, as nadadeiras dos golfinhos e das baleias. Provavelmente as diferenças nas funções devem-se a adaptação àambientes diversos, de espécies que se originam de um ancestral comum.homem baleia gatocavalomorcego Homologia entre os membros anteriores dos mamíferos capítulo 21 325
  • 324. Órgãos análogosSão aqueles que apresentam origem embrionária e estruturasanatômicas diferentes, mas exercem a mesma função. Como exemplostemos as asas das aves e dos insetos. Mesmo sendo órgãos adaptadosao vôo, as asas das aves apresentam uma estrutura interna dotada deossos, músculos e nervos. Já as asas dos insetos são estruturas constitu-ídas de quitina, crescem como expansões do revestimento do corpo.Analogia: semelhança entre estruturas unicamente pelo fato de exercerem a mesmafunção, mas que não derivam de um ancestral comum. As estruturas análogas nãorefletem parentesco evolutivo.Órgãos vestigiaisTrata-se de órgãos atrofiados, que não desempenham funções noorganismo em que se encontram. É o caso do apêndice vermiforme,vestigial do homem, que é mais desenvolvido nos animais herbívoros,pois neles o apêndice contém os microrganismos responsáveis pela di-gestão da celulose.Outros exemplos de órgãos vestigiais: as patas traseiras da baleia,os olhos de animais que vivem em regiões sem luz (peixes de cavernas).Órgãos vestigiais: a presença de vestígios de patas na baleias e em certas cobrasindica que esses animais vieram de ancestrais com patas. O apêndice do homem evestígio de um compartimento do intestino que abrigava micróbios para a digestão dacelulose em nossos ancestrais herbíveros.326capítulo 21
  • 325. Embriologia comparada dos vertebrados atuaisTubarão Salamandra Lagarto GambáMacaco HomemAdultosÚltima forma fetal ou recém-saído do ovo ou recém-nascidoEmbrião com membros anteriores e posterioresFendas branquiais e membros anteriores formadosFormação de somitos (segmentos do corpo)Últimas clivagensOvosA DAPTAÇÃOE SELEÇÃO NATURALDe acordo com a teoria de Darwin, o ambiente seleciona os indivíduosmais adaptados. Ele não sabia explicar, na sua época, como aparecem asvariações nos indivíduos. Hoje sabe-se que mutações genéticas erecombinações gênicas podem gerar características fenotípicas novasfavoráveis ou não ao ambiente.capítulo 21 327
  • 326. Um exemplo clássico de seleção natural foi observado na Inglaterraem meados do século XIX. Antes do início da industrialização da cidadede Manchester, era visível o predomínio de mariposas claras da espécieBiston betularia em relação à escura da espécie Biston carbonaria. Naépoca, devido à ausência de fuligem e outros agentes poluentes, os tron-cos das árvores eram mais claros e recobertos de liquens, o que facilitavaa camuflagem das mariposas claras, tornando difícil sua visualizaçãopelos predadores naturais. Com o início da industrialização, os liquensforam exterminados pela poluição, e os troncos das árvores tornaram-seescuros. Com essa nova situação, as mariposas escuras foram favorecidas,e se tornaram o grupo dominante.À esquerda, situação inicial com a mariposa clara (tipo original) camuflada na florestade bétulas (árvores comuns na Europa). À direita, entre troncos e rochas jáenegrecidos, a mariposa escura encontrou abrigo. O meio mudou. E a condição desobrevivência também. A luta pela vida é entre o indivíduo e o meio. E, nessa luta, amariposa clara saiu perdendo.N EODARWINISMO Conhecida também como teoria sintética da evolução, que resulta dacombinação da genética com a teoria evolutiva de Darwin. Apesar de todos seus estudos, Darwin não conseguiu definir as cau-sas das variações hereditárias das espécies. Somente no século XX, como redescobrimento dos trabalhos de Mendel e com os conhecimentos domaterial genético, foi possível identificar os principais responsáveis pelavariabilidade de caracteres nos seres vivos. Atualmente, sabe-se que sãodeterminadas pelas mutações e recombinações genéticas.As mutações são responsáveis pela variabilidade genética, fornecendomatéria-prima para evolução. Quando novos genes são produzidos, novascaracterísticas genotípicas aparecem, podendo ser úteis ou não à espécie.328 capítulo 21
  • 327. BionotíciasMata atlântica A Mata Atl ntica, importante patrim nio brasileiro, est em estado cr ti-2co: de sua extens o original, aproximadamente 1.290.692,46 km, acha-se re-2duzida a cerca de 7,3%, ou seja, aproximadamente 94.000 km . Ainda assim, um bioma que comporta grande parte da diversidade biol gica do Brasil. Adensidade de ocorr ncia de esp cies por unidade de rea para alguns gruposindicadores, como por exemplo, os roedores, pode ser superior daAmaz -nia. Foram registrados nessa regi o os dois maiores recordes mundiais de di-versidade bot nica para plantas lenhosas (454 esp cies em um nico hectaredo sul da Bahia e 476 esp cies em amostra de mesmo tamanho no norte doEsp rito Santo). estimativas indicam ainda que a regi o abriga 261 mam - Asferos (73 deles end micos), 620 esp cies de p ssaros (160 end micas) e 260anf bios (128 end micos). A grande maioria dos animais e plantas amea ados de extin o do Bra-sil s o formas representadas nesse bioma, e das sete esp cies brasileirasconsideradas extintas recentemente, todas se encontravam distribu das naMata Atl ntica, al m de outras exterminadas localmente. O n vel deendemismo cresce quando separamos as esp cies da flora em grupos, atin-gindo 53,5% para esp cies arb reas, 64% para as palmeiras e 74,4% para asbrom lias. Preserva, ainda, plantas medicinais, serve de abrigo para v riaspopula es tradicionais e garante o abastecimento de gua e qualidade devida para mais de 70% (mais de 100 milh es) de brasileiros que vivem emseu dom nio, incluindo centros urbanos e rurais, comunidades cai aras eind genas. Os principais rios que nascem e/ou cortam a Mata Atl ntica s o oRio Paran , o Tiet , o S o Francisco, o Doce, o Para ba do Sul, o Para -napanema, o Uruguai, o Itaja -A u, e o Ribeira de Iguape, al m de milharesde pequenos afluentes, muito importantes na agricultura, pecu ria e em todoo processo de urbaniza o.A Mata Atl ntica vem sendo destru da em ritmo assustador — em cinco anosforam devastados 500.317 ha. Apesar de sua import ncia, se continuar assim, em50 anos ela desaparecer completamente das propriedades privadas.capítulo 21329
  • 328. O crossing-over, ou troca de pedaços de cromáticas que ocorrem naprófase I da meiose, permite novos arranjos de genes, os quais chegarãoaos gametas. Após a fecundação e a formação do zigoto, novas carac-terísticas poderão surgir. Um número maior de permuta proporcionará maiorvariabilidade dos gametas, e em conseqüência maior será o número degenótipos formados.GENÉTICADE POPULAÇÕESO estudo da genética de populações tem por finalidade determinar afreqüência dos genes que ocorrem em populações naturais. Foram os métodos matemáticos elaborados em 1908 pelo matemáti-co inglês G. H. Hardy e pelo físico alemão W. Weinberg que permitiramdeterminar a freqüência de um gene, em uma população em equilíbrio.Essa lei ou teorema é conhecido como equilíbrio de Hardy; Weinberg éaplicado apenas nas populações em equilíbrio, quando estas:- não sofrem mudanças (nem genéticas com mutações, nem pressõesseletivas)- contam com um grande número de indivíduos e possíveis erros deamostragem de levantamento das freqüências genotípicas não alteram aestatística- cruzamentos ocorrem ao acaso, isto é, seus integrantes se cruzam livre-mente, a população é pan-mítica (pan = todos, mítica = misturar).Aplicação da Lei de Hardy – Weinberg:Chamamos de “p” a freqüência do alelo dominante (“A”).Chamamos de “q” a freqüência do alelo recessivo (“a”).Conhecendo a freqüência de um gene é possível determinar a freqüênciado outro por subtração.p=1–qq=1–p Sabendo a freqüência de “p” e “q” é possível calcular a freqüência deindivíduos homozigotos dominantes e homozigotos recessivos e hete-rozigotos. Sabemos que nos indivíduos homozigotos dominantes ourecessivos a presença do gene por duas vezes é um caso de aconteci-mentos simultâneos. Assim, a freqüência de homozigotos dominantes seria2calculada por p x p ou p , enquanto a freqüência de homozigotos recessivos330capítulo 21
  • 329. 2é dada pela operação q x q ou q . Nos casos de heterozigotos, eles po-dem ter sidos produzidos tanto pelo óvulo quanto pelo espermatozóide.Essa dupla possibilidade exige que a expressão p x q seja multiplicadapor dois, assumindo a forma 2 p.q (2 x p x q). O total de indivíduos é de 100%; considerada uma certa característi-ca, usa-se a fórmula: 2 2P + 2 pq + q = 1A partir dos dados apresentados, podemos determinar as freqüênciasgênicas e genotípicas para qualquer população pan-mítica (casamentosocorrem ao acaso) e em equilíbrio.E SPECIAÇÃO ( FORMAÇÃODE NOVAS ESPÉCIES ) Espécie é definida como um conjunto de indivíduos que se reprodu-zem, originando prole fértil. Novas espécies podem se formar a partir depopulações por meio dos seguintes mecanismos:ISOLAMENTO GEOGRÁFICO (ESPECIAÇÃO ALOPÁTRICA) Indivíduos pertencentes à mesma espécie podem ser separados poruma barreira física, como: rios, mares, cordilheiras, lagos, vales etc. Como isolamento ou separação dos grupos, pode ocorrer que sejam submeti-dos a diferentes pressões seletivas. Desta forma, a seleção natural iráatuar de maneira diferente nas duas populações, o que acentuará as dife-renças genéticas entre elas. Se as barreiras perdurarem, essas diferen-ças podem chegar ao ponto de impedir o cruzamento entre as popula-ções, formando novas espécies; então ocorre o isolamento reprodutivoentre indivíduos que inicialmente pertenciam à mesma espécie. O isola-mento reprodutivo pode se manifestar de duas formas:Mecanismo pré-zigótico: antecede a formação do zigoto; os mais comuns são:• Diferenças comportamentais: quando ocorre diferença de compor-tamento entre espécies no ritual de acasalamento. Ex: canários ma-chos são capazes de atrair com seu canto apenas a fêmea de suaespécie.• Barreiras mecânicas: caracterizam-se pelo tamanho diferenciadodo aparelho reprodutor entre as espécies; ocorrem principalmentecom flores, impedindo que determinados agentes polinizadoresrealizem a polinização.capítulo 21331
  • 330. • Órgãos sexuais que amadurecem em épocas diferentes. É muitocomum em plantas que florescem em épocas diferentes do ano. Asincronização da abertura floral em épocas diferentes evita o cruza-mento entre essas espécies.Mecanismos pós-zigóticos: ocorrem após a formação do zigoto; os principais são:• Inviabilidade do híbrido: a morte é prematura, ainda nos estágiosiniciais de desenvolvimento, portanto o embrião não se desenvolve.Algumas espécies de anfíbios, vivendo na mesma lagoa, podemeven-tualmente cruzarem-se e formar híbridos que não se desenvolvem.• Esterilidade do híbrido: embora apresentem características normais,os híbridos são estéreis, o que revela a incompatibilidade do materialgenético herdado dos pais de espécies diferentes. O exemplo maiscomum é o caso do burro e da mula, conseqüência do cruzamento deégua com jumento.Nesse caso o burro e a mula são estéreis.ESPECIAÇÃOSEMISOLAMENTO GEOGRÁFICO É um tipo de especiação que ocorre com populações que vivem namesma área e é chamada simpátrica. Um exemplo de especificação simpátrica ocorre em plantas, com aformação de indivíduos poliplóides, isto é, indivíduos que apresentamtrês ou mais conjuntos de cromossomos em suas células. Os que apre-sentam três são os indivíduos tetreplóides (3N). Neste caso, não ocorreempareamento dos cromossomos na meiose, já que ocorre um númeroímpar de cromossomos. Com isso a meiose deixa de ocorrer, e não for-marão gametas; o resultado é um indivíduo híbrido estéril. A laranja-da-baía é