quarta-feira, 16 de maio de 2012

CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS

Reino Monera O reino monera é formado por bactérias, cianobactérias e arqueobactérias (também chamadas arqueas), todos seres muito simples, unicelulares e com célula procariótica (sem núcleo diferenciado). Esses seres microscópios são geralmente menores do que 8 micrômetros ( 1µm = 0,001 mm). As bactérias (do grego bakteria: 'bastão') são encontrados em todos os ecossistemas da Terra e são de grande importância para a saúde, para o ambiente e a economia. As bactérias são encontradas em qualquer tipo de meio: mar, água doce, solo, ar e, inclusive, no interior de muitos seres vivos. Exemplos da importância das bactérias: • na decomposição de matéria orgânica morta. Esse processo é efetuado tanto aeróbia, quanto anaerobiamente; • agentes que provocam doença no homem; • em processos industriais, como por exemplo, os lactobacilos, utilizados na indústria de transformação do leite em coalhada; • no ciclo do nitrogênio, em que atuam em diversas fases, fazendo com que o nitrogênio atmosférico possa ser utilizado pelas plantas; • em Engenharia Genética e Biotecnologia para a síntese de várias substâncias, entre elas a insulina e o hormônio de crescimento. Estrutura das Bactérias Bactérias são microorganismos unicelulares, procariotos, podendo viver isoladamente ou construir agrupamentos coloniais de diversos formatos. A célula bacterianas contém os quatro componentes fundamentais a qualquer célula: membrana plasmática, hialoplasma, ribossomos e cromatina, no caso, umamolécula de DNA circular, que constitui o único cromossomo bacteriano. A região ocupada pelo cromossomo bacteriano costuma ser denominada nucleóide. Externamente à membrana plasmática existe uma parede celular (membrana esquelética, de composição química específica de bactérias). É comum existirem plasmídios - moléculas de DNA não ligada ao cromossomo bacteriano - espalhados pelo hialoplasma. Plasmídios costumam conter genes para resistência a antibióticos. Algumas espécies de bactérias possuem, externamente à membrana esquelética, outro envoltório, mucilaginoso, chamado de cápsula. É o caso dos pneumococos (bactérias causadoras de pneumonia). Descobriu-se que a periculosidade dessas bactérias reside na cápsula em um experimento, ratos infectados com pneumococo sem cápsula tiveram a doença porém não morreram, enquanto pneumococos capsulados causaram pneumonia letal. A parede da célula bacteriana, também conhecida como membrana esquelética, reveste externamente a membrana plasmática, e é constituída de uma substância química exclusiva das bactérias conhecida comomureína (ácido n-acetil murâmico). A Diversidade Metabólica das Bactérias Se há um grupo de seres que apresenta grande diversidade metabólica, certamente é o das bactérias. Existem espécies heterótrofas e espécies autótrofas. Dentre as primeiras, destacam-se as parasitas, as decompositoras de matéria orgânica e as que obtêm matéria orgânica de outros seres vivos, com os quais se associam sem prejudicá-los. Dentre as autótrofas, existem espécies que produzem matéria orgânica por fotossíntese e outras que produzem por quimiossíntese. As bactérias Heterótrofas As bactérias parasitas são as que, por meio de inúmeros mecanismos, agridem outros seres vivos para a obtenção de alimento orgânico e causam inúmeras doenças. As decompositoras (frequentemente denominadas sapróvoras, saprofíticas ou saprofágicas) obtêm o alimento orgânico recorrendo à decomposição da matéria orgânica morta e são importântes na reciclagem dos nutrientes minerais na biosfera. As que são associadas as outros seres vivos são denominadas de simbiontes, e não agridem os parceiros. É o caso das bactérias encontradas no estômago dos ruminantes (bois, cabras), que se nutrem da celulose ingerida por esses animais, fornecendo, em troca, aminoácidos essenciais para o metabolismo protéico do mesmo. Muitas bactérias heterótrofas são anaeróbias obrigatórias, como o bacilo do tétano. São bactérias que morrem na presença de oxigênio. Nesse caso a energia dos compostos orgânicos é obtida por meio de fermentação. As anaeróbicas facultativas, por outro lado, vivem tanto na presença como na ausência de oxigênio. Outras espécies só sobrevivem em presença de oxigênio - são as aeróbias obrigatórias. Um curioso grupo de bactérias é o que realiza a respiração aeróbia. Nessa modalidade de metabolismo energético existem todas as etapas típicas da respiração celular. Muda apenas o aceptor final de elétrons na cadeia respiratória. No lugar do oxigênio, essas bactérias utilizam nitrato, nitrito ou sulfato, obtendo no final, praticamente o mesmo rendimento energético verificado na respiração celular aeróbia. É o que ocorre com as bactériasdesnitrificantes que participam do ciclo do nitrogênio na natureza. Nelas o aceptor final de elétrons é o nitrato. Bactérias Autótrofas Fotossintetizantes Nas bactérias que realizam fotossíntese, a captação da energia solar fica a cargo de uma clorofila conhecida como bacterioclorofila. A partir da utilização de substâncias simples do meio, ocorre a síntese do combustível biológico. De maneira geral, não há liberação de oxigênio. Como exemplo, podemos citar as bactérias sulforosas do gênero Chlorobium, que efetuam esse processo com a utilização de H2S e CO2, segundo a equação: 2H2S + CO2 + luz ------bacterioclorofila------------> (CH2) + 2S + H20 Note que é o gás sulfídrico, e não a água, que atua como fornecedor dos hidrogênios que servirão para a redução do gás carbônico. Não há a liberação de oxigênio. O enxofre permanece no interior das células bacterianas sendo, posteriormente eliminado para o meio em que vivem esses microorganismos, em geral fontes sulfurosas. Nesse processo, CH2O representa a matéria orgânica produzida. Quimiossíntese A quimiossíntese é uma reação que produz energia química, convertida da energia de ligação dos compostos inorgânicos oxidados. Sendo a energia química liberada, empregada na produção de compostos orgânicos e gás oxigênio (O2), a partir da reação entre o dióxido de carbono (CO2) e água molecular (H2O), conforme demonstrado abaixo: - Primeira etapa Composto Inorgânico + O2 → Compostos Inorgânicos oxidados + Energia Química - Segunda etapa CO2 + H2O + Energia Química → Compostos Orgânicos + O2 Esse processo autotrófico de síntese de compostos orgânicos ocorre na ausência de energia solar. É um recurso normalmente utilizado por algumas espécies de bactérias e arqueobactérias (bactérias com características primitivas ainda vigentes), recebendo a denominação segundo os compostos inorgânicos reagentes, podendo ser: ferrobactérias e nitrobactérias ou nitrificantes (nitrossomonas e nitrobacter, gênero de bactérias quimiossíntetizantes). As ferrobactérias oxidam substâncias à base de ferro para conseguirem energia química, já as nitrificantes, utilizam substâncias à base de nitrogênio. Presentes no solo, as nitrossomonas e nitrobacter, são importantes organismos considerados biofixadores de nitrogênio, geralmente encontradas livremente no solo ou associadas às plantas, formando nódulos radiculares. A biofixação se inicia com a assimilação no nitrogênio atmosférico (N2), transformando-o em amônia (NH3), reagente oxidado pela nitrossomona, resultando em nitrito (NO2-) e energia para a produção de substâncias orgânicas sustentáveis a esse gênero de bactérias. O nitrito, liberado no solo e absorvido pela nitrobacter, também passa por oxidação, gerando energia química destinada à produção de substâncias orgânicas a esse gênero e nitrato (NO3-), aproveitado pelas plantas na elaboração dos aminoácidos. Reação quimiossintética nas Nitrossomonas: NH3 (amônia) + O2 → NO2- (nitrito) + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 (Glicose - Compostos Orgânicos) + 6 O2 Reação quimiossintética nas Nitrobacter: NO2- (nitrito) + O2 → NO3- (nitrato) + Energia 6 CO2 + 6 H2O + Energia → C6H12O6 + 6 O2 Assim, podemos perceber que o mecanismo de quimiossíntese, extremamente importante para a sobrevivência das bactérias nitrificantes, também é bastante relevante ao homem. Conforme já mencionado, o nitrito absorvido pelas plantas, convertidos em aminoácidos, servem como base de aminoácidos essenciais à nutrição do homem (um ser onívoro: carnívoro e herbívoro). Dessa forma, fica evidente a interdependência existente entre os fatores bióticos (a diversidade dos organismos) e os fatores abióticos (aspectos físicos e químicos do meio ambiente). Reprodução das Bactérias A reprodução mais comum nas bactérias éassexuada por bipartição ou cissiparidade. Ocorre a duplicação do DNA bacteriano e uma posterior divisão em duas células. As bactérias multiplicam-se por este processo muito rapidamente quando dispõem de condições favoráveis (duplica em 20 minutos). A separação dos cromossomos irmãos conta com a participação dos mesossomos, pregas internas da membrana plasmática nas quais existem também as enzimas participantes da maior parte da respiração celular. Repare que não existe a formação do fuso de divisão e nem de figuras clássicas e típicas da mitose. Logo, não é mitose. Esporulação Algumas espécies de bactérias originam, sob certas condições ambientais, estruturas resistentes denominadasesporos. A célula que origina o esporo se desidrata, forma uma parede grossa e sua atividade metabólica torna-se muito reduzida. Certos esporos são capazes de se manter em estado de dormência por dezenas de anos. Ao encontrar um ambiente adequado, o esporo se reidrata e origina uma bactéria ativa, que passa a se reproduzir por divisão binária. Os esporos são muito resistentes ao calor e, em geral, não morrem quando expostos à água em ebulição. Por isso os laboratórios, que necessitam trabalhar em condições de absoluta assepsia, costumam usar um processo especial, denominado autoclavagem, para esterilizar líquidos e utensílios. O aparelho onde é feita a esterilização, a autoclave, utiliza vapor de água a temperaturas da ordem de 120ºC, sob uma pressão que é o dobro da atmosférica. Após 1 hora nessas condições, mesmo os esporos mais resistentes morrem. A indústria de enlatados toma medidas rigorosas na esterilização dos alimentos para eliminar os esporos da bactéria Clostridium botulinum. Essa bactéria produz o botulismo, infecção frequentemente fatal. Reprodução sexuada Para as bactérias considera-se reprodução sexuada qualquer processo de transferência de fragmentos de DNA de uma célula para outra. Depois de transferido, o DNA da bactéria doadora se recombina com o da receptora, produzindo cromossomos com novas misturas de genes. Esses cromossomos recombinados serão transmitidos às células-filhas quando a bactéria se dividir. A transferência de DNA de uma bactéria para outra pode ocorrer de três maneiras: por transformação,transdução e por conjugação. Transformação Na transformação, a bactéria absorve moléculas de DNA dispersas no meio e são incorporados à cromatina. Esse DNA pode ser proveniente, por exemplo, de bactérias mortas. Esse processo ocorre espontaneamente na natureza. Os cientistas têm utilizado a transformação como uma técnica de Engenharia Genética, para introduzir genes de diferentes espécies em células bacterianas. Transdução Na transdução, moléculas de DNA são transferidas de uma bactéria a outra usando vírus como vetores (bactériófagos). Estes, ao se montar dentro das bactérias, podem eventualmente incluir pedaços de DNA da bactéria que lhes serviu de hospedeira. Ao infectar outra bactéria, o vírus que leva o DNA bacteriano o transfere junto com o seu. Se a bactéria sobreviver à infecção viral, pode passar a incluir os genes de outra bactéria em seu genoma. Conjugação Na conjugação bacteriana, pedaços de DNA passam diretamente de uma bactéria doadora, o "macho", para uma receptora, a "fêmea". Isso acontece através de microscópicos tubos protéicos, chamados pili, que as bactérias "macho" possuem em sua superfície. O fragmento de DNA transferido se recombina com o cromossomo da bactéria "fêmea", produzindo novas misturas genéticas, que serão transmitidas às células-filhas na próxima divisão celular. Conjugação bacterian mostrando o pili sexual. Doenças provocadas por bactérias As Cianobactérias Extremamente parecidas com as bactérias, as cianobactérias são também procariontes. São todas autótrofas fotossintetizantes, mas suas células não possuem cloroplastos. A clorofila, do tipo a, fica dispersa pelo hialoplasma e em lamelas fotossintetizantes, que são ramificações da membrana plasmática. Além da clorofila, possuem outros pigmentos acessórios, como os carotenóides (pigmentos semelhantes ao caroteno da cenoura), ficoeritrina (um pigmento de cor vermelha, típico das cianobactérias encontradas no Mar vermelho) e aficocianina (um pigmento de cor azulada, que originou o nome das cianobactérias, anteriormente denominadas "algas azuis") . Elas vivem no mar, na água doce e em meio terrestre úmido. Há espécies que possuem células isoladas e outras que formam colônias de diferentes formatos. A reprodução nas cianobactérias Nas cianobactérias unicelulares, a reprodução assexuada dá-se por divisão binária da célula. Nas espécies filamentosas, é comum a ocorrência de fragmentação do filamento, produzindo-se vários descendentes semelhantes geneticamente uns aos outros. A esses fragmentos contendo muitas células dá-se o nome de homogônios. As Arqueobactérias e seu Incrível Modo de Viver Atualmente muitos autores consideraram oportuna a separação das Arqueobactérias (bactérias primitivas) das chamadas Eubactérias (bactérias verdadeiras). Com base em estudos bioquímicos (sequências de RNA ribossômico, ausência de ácido murâmico na parede, composição lipídica da membrana), concluiu-se que há mais de 3000 M.a. teria ocorrido uma divergência na evolução dos organismos procariotas, tendo surgido duas linhagens distintas. Até este momento não foi identificada recombinação genética neste grupo de organismos. O ramo que originou as Arqueobactérias teria, mais tarde, originado os eucariotas. Considera-se que as arqueobactérias atuais pouca alteração sofreram, em relação aos seus ancestrais. Estes procariontes vivem em locais com condições extremamente adversas para outros seres vivos, provavelmente semelhantes às que existiriam na Terra primitiva. As arqueobactérias podem ser divididas em três grandes grupos principais: • Halófilas - vivem em concentrações salinas extremas, dezenas de vezes mais salgadas que a água do mar, em locais como salinas, lagos de sal ou soda, etc. A sua temperatura ótima de crescimento é entre 35 e 50ºC. Estas bactérias são autotróficas, mas o seu mecanismo de produção de ATP é radicalmente diferente do habitual, pois utilizam um pigmento vermelho único - bacteriorrodopsina - que funciona como uma bomba de prótons (como os da fosforilação oxidativa nas mitocôndrias) que lhes permite obter energia; • Metanogeneas - este grupo de bactérias foi o primeiro a ser reconhecido como único. Vivem em pântanos, no fundo dos oceanos, estações de tratamento de esgotos e no tubo digestivo de algumas espécies de insetos e vertebrados herbívoros, onde produzem metano (CH4) como resultado da degradação da celulose. As reservas de gás natural que conhecemos são o resultado do metabolismo anaeróbio obrigatório e produtor de metano de bactérias deste tipo no passado. Algumas conseguem produzir metano a partir de CO2 e H2, obtendo energia desse processo. O gênero Methanosarcina consegue fixar azoto atmosférico, capacidade que se julgava única das eubactérias; • Termoacidófilas -vivem em zonas de águas termais ácidas, com temperaturas ótimas entre 70 e 150ºC e valores de pH ótimo perto do 1. Na sua grande maioria metabolizam enxofre: podem ser autotróficas, obtendo energia da formação do ácido sulfídrico (H2S) a partir do enxofre, ou heterotróficas. Reino Protista A complexidade da célula eucariótica de um protozoário é tão grande, que ela - sozinha - executa todas as funções que tecidos, órgãos e sistemas realizam em um ser pluricelular complexo. Locomoção, respiração, excreção, controle hídrico, reprodução e relacionamento com o ambiente, tudo é executado por uma única célula, que conta com algumas estruturas capazes de realizar alguns desses papéis específicos, como em um organismo pluricelular. Segundo a classificação dos seres vivos em cinco reinos (Whittaker – 1969), um deles, o dos Protistas, agrupa organismos eucariontes, unicelulares, autótrofos e heterótrofos. Neste reino se colocam as algas inferiores: euglenófitas, pirrófitas (dinoflagelados) e crisófitas (diatomáceas), que são protistas autótrofos(fotossintetizantes). Os protozoários são protistas heterótrofos. A célula A célula de um protista é semelhante às células de animais e plantas, mas há particularidades. Os plastos das algas são diferentes dos das plantas quanto à sua organização interna de membranas fotossintéticas. Ocorrem cílios e flagelos para a locomoção. A célula do protozoário tem uma membrana simples ou reforçada por capas externas protéicas ou, ainda, por carapaças minerais, como certas amebas (tecamebas). Os radiolários e heliozoários possuem umesqueleto intracelular composto de sílica. Os foraminíferos são dotados de carapaças externas feitas de carbonato de cálcio. As algas diatomáceas possuem carapaças silicosas. Os protistas podem ainda ter adaptações de forma e estrutura de acordo com o seu modo de vida: parasita, ou de vida livre. O citoplasma está diferenciado em duas zonas, uma externa, hialina, o ectoplasma, e outra interna, granular, o endoplasma. Nesta, existem vacúolos digestivos e inclusões. Origem Os protozoários constituem um grupo de eucariontes com cerca de 20 mil espécies. É um grupo diversificado, heterogêneo, que evoluiu a partir de algas unicelulares. Em alguns casos essa origem torna-se bem clara, como por exemplo no grupo de flagelados. Há registro fóssil de protozoários com carapaças (foraminíferos), que viveram há mais de 1,5 bilhão de anos, na Era Proterozóica. Grandes extensões do fundo dos mares apresentam espessas camadas de depósitos de carapaças de certas espécies de radiolários e foraminíferos. São as chamadas vasas. Ao lado: Microscopia eletrônica da carapaça presente externamente à célula de uma espécie de radiolário. Habitat Os protozoários são, na grande maioria, aquáticos, vivendo nos mares, rios, tanques, aquários, poças, lodo e terra úmida. Há espécies mutualísticas e muitas são parasitas de invertebrados e vertebrados. Eles são organismos microscópicos, mas há espécies de 2 a 3 mm. Alguns formam colônias livres ou sésseis. Fazem parte do plâncton (conjunto de seres que vivem em suspensão na água dos rios, lagos e oceanos, carregados passivamente pelas ondas e correntes). No plâncton distinguem-se dois grupos de organismos: • fitoplâncton: organismos produtores (fotossintetizadores), representados principalmente por dinoflagelados e diatomáceas, constituem a base de sustentação da cadeia alimentar nos mares e lagos . São responsáveis por mais de 90% da fotossíntese no planeta. • zooplâncton: organismos consumidores, isto é, heterótrofos, representados principalmente por protozoários, pequenos crustáceos e larvas de muitos invertebrados e de peixes. • Digestão • Nas espécies de vida livre há formação de vacúolos digestivos. As partículas alimentares são englobadas por pseudópodos ou penetram por uma abertura pré-existente na membrana, o citóstoma. • • • Já no interior da célula ocorre digestão, e os resíduos sólidos não digeridos são expelidos em qualquer ponto da periferia, por extrusão do vacúolo, ou num ponto determinado da membrana, o citopígio ou citoprocto. • • Respiração • A troca de gases respiratórios se processa em toda a superfície celular. • • Excreção • Os produtos solúveis de excreção podem ser eliminados em toda a superfície da célula. Nos protozoários de água doce há um vacúolo contrátil, que recolhe o excesso de água absorvido pela célula, expulsando-a de tempos em tempos por uma contração brusca. O vacúolo é, portanto, osmorregulador. • • Classificação • A classificação dos protozoários baseia-se fundamentalmente nos tipos de reprodução e de organelas locomotoras. • A locomoção se faz por batimento ciliar, flagelar, por emissão de pseudópodos e até por simplesdeslizamento de todo o corpo celular. Em alguns ciliados há, no lugar do citoplasma, filamentos contráteis, os mionemas. Os pseudópodos, embora sendo expansões variáveis do citoplasma, podem se apresentar sob diferentes formas. • Na tendência moderna, os protozoários estão incluídos no Reino Protista, subdivididos em quatro filos: • • Rizópodes ou Sacorníceos • São amebas (“nus”); radiolários e foraminíferos (têm carapaças com formas bastante vistosas, feitas de calcário ou de sílica - importantes indicadores da existência de jazidas de petróleo) • São marinhos, de água doce ou parasitas (Entamoeba histolytica). Têm um ou mais núcleos, vacúolos digestivos e vacúolos contráteis (apenas nos de água doce). • Os Rizópodes caracterizam-se por apresentarem pseudópodes como estrutura de locomoção e captura de alimentos. São projeções da célula, que se deforma toda, que encaminham a ameba para várias direções. O mecanismo que leva à formação dos pseudópodes está hoje razoavelmente esclarecido: na região de formação de uma dessas projeções, a parte viscosa do citoplasma se torna fluida, permitindo que o restante da célula flua nessa direção. Vários pseudópodos podem ser formados ao mesmo tempo, modificando constantemente a forma da ameba. Os pseudópodos, na ameba, não servem apenas para a locomoção. Também são utilizados para a captura de alimento: pequenas algas, bactérias, partículas soltas na água etc. Eles rodeiam o alimento e o englobam. • O vacúolo alimentar formado (também chamado de fagossomo) une-se a lisossomo e se transforma em vacúolo digestivo. Inicia-se a digestão, a partir de enzimas lisossômicas que atuam em meio ácido. Progressivamente, o conteúdo do vacúolo digestivo torna-se alcalino, até completar-se a digestão. As partículas digeridas atravessam a membrana do vacúolo, espalham-se pelo citoplasma e vão participar do metabolismo celular. Partículas residuais são expelidas da célula pela fusão da parede do vacúolo com a superfície da célula, em um processo inverso ao da fagocitose. • As amebas de vida livre que vivem em água doce apresentam vacúolo contrátil ou pulsátil para osmorregulação, eliminando o excesso de água que vai entrando no seu citoplasma (hipertônico), vindo do ambiente mais diluído (hipotônico). • • Microscopia de um risópode. • • Em condições desfavoráveis, por exemplo sujeita à desidratação, a Entamoeba produz formas de resistência, os cistos, com quatro núcleos no seu interior (partição múltipla). • A reprodução assexuada é por bipartição simples ou cissiparidade (mecanismo semelhante a mitose). • Dentre as amebas é importante a Entamoeba histolytica, que parasita o intestino humano, causando a disenteria amebiana ou amebíase. • • Flagelados • Sua célula é alongada, podem ter um ou mais flagelos e em alguns há também pseudópodos. No gêneroTrypanosoma há uma membrana ondulante que auxilia na locomoção. Próximo ao ponto de origem do flagelo, existe o cinetoplasto, organela que contém o DNA, capaz de se autoduplicar e que fica incluído no interior de uma longa mitocôndria de formato irregular que se estende ao longo da célula. • Existem flagelados de vida livre (Euglena – possuem clorofila e realizam fotossíntese; podem, também, nutrir-se de forma heterótrofa = zooflagelados), mutualísticos (Trichonympha, no intestino de cupins – fornecem a enzima celulase) e parasitas (Trypanosoma cruzi). • Nos coanoflagelados, há uma espécie de colarinho que serve para a captura de partículas alimentares; têm estrutura muito semelhante aos coanócitos, células típicas das esponjas. • Devido a isso, há teorias que sugerem uma relação filogenética entre coanoflagelados e esponjas. • Coanoflagelado • • • A reprodução é sexuada ou assexuada por divisão longitudinal. • Este filo tem muitos importantes parasitas humanos: • - Leishmania braziliensis: Causa a leishmaniose tegumentar ou úlcera de Bauru ('ferida brava'). Vive no interior das células da pele e é transmitida pelo mosquito-palha (birigui). - Trypanosoma cruzi: Causa a doença de Chagas, comum em nosso país e na América do Sul é transmitida por percevejos popularmente conhecidos como barbeiros. - Giardia lamblia: Causa a giardíase (intestinal). - Trichomonas vaginalis: Causa a tricomoníase (no aparelho genital). • No intestino dos cupins e das baratas que comem madeira existem flagelados. Essa convivência é pacifica e caracteriza uma associação em que ambos os participantes são beneficiados (mutualismo). A madeira ingerida pelos insetos é digerida por enzimas produzidas pelos flagelados. Ambos aproveitam os produtos da digestão. • • Esporozoários ou Apicomplexos: são todos parasitas • Não possuem orgânulos para locomoção. • São todos parasitas e apresentam um tipo de reprodução assexuada especial chamada de esporulação: uma célula divide seu núcleo numerosas vezes; depois, cada núcleo com um pouco de citoplasma é isolado por uma membrana, formando assim vários esporos a partir de uma célula • No ciclo vital apresentam alternância de reprodução assexuada e sexuada. • O principal gênero é o Plasmodium, com várias espécies causadoras da malária. O Toxoplasma gondii, causador da doença toxoplasmose, é de grande seriedade em mulheres grávidas até o terceiro mês. • • • • • Ciliados • É o grupo mais altamente especializado. Apresentam cílios, cirros e membranelas. Estas duas últimas estruturas resultam da concrescência (união) de muitos cílios. Entre eles estão os protozoários “gigantes” como os paramécios (Paramecium) muito usados em estudos; aqui estão os protozoários de organização mais complexa. Os paramécios deslocam-se muito mais rapidamente que os flagelados e as amebas por causa dos inúmeros cílios que se projetam da parede do corpo. A maioria é de vida livre. • Além de orgânulos especializados, possuem dois núcleos: macronúcleo (funções vegetativas) e micronúcleo(funções genéticas: hereditariedade e reprodução); apresentam extremidades anterior e posterior; na membrana, a entrada do alimento se dá pelo citóstoma e a saída de resíduos pelo citopígio (= citoprocto). • Possuem dois vacúolos pulsáteis que funcionam alternadamente efetuando a regulação osmótica e possivelmente a expulsão de toxinas. Cada vacúolo possui canais que recolhem a água celular, encaminhando-a para um reservatório que efetua a sua expulsão da célula. • • • • Trocas gasosas e excreção, como nos demais protozoários, ocorre pela superfície da célula. A reprodução assexuada, como na ameba e na euglena, ocorre por divisão binária. • A reprodução sexuada por conjugação consiste no pareamento de dois paramécios, com fusão das membranas e em seguida troca de material genético dos micronúcleos. Depois os paramécios se separam e se reproduzem assexuadamente por cissiparidade. • • • Algas Nos sistemas aquáticos marinhos, existe uma comunidade formadora de uma verdadeira floresta. Ela é constituída por inúmeros protistas conhecidos simplesmente por algas. Assim como as florestas terrestres, essa comunidade aquática contribui para o abastecimento do oxigênio da biosfera. O habitat e a Importância das Algas Sob a denominação algas enquadram-se diversos grupos de protistas diferentes entre si, mas que mantém uma característica em comum: são todos eucariontes, autótrofos fotossintetizantes dotados de clorofila. Existem algumas algas formadas apenas por uma célula. Outras são organizadas em diferentes tipos de colônias. E ainda há as que são macroscópicas pluricelulares, sem, porém formar tecidos ou órgãos. O corpo de uma alga é um talo, ou seja não possui raiz, caule ou folha, mesmo que seja gigante. Embora sejam encontradas no meio terrestre úmido, é nas águas doces e no mar que as algas são mais abundantes. No meio aquático, dependendo do local onde vivem, podem constituir comunidades conhecidas como fitoplâncton e fitobentos. O fitoplâncton é uma comunidade formada principalmente por numerosas microalgas que flutuam livremente ao sabor das ondas. São importantes produtoras de alimento orgânico e liberam oxigênio para a água e a atmosfera. Constitui a base das cadeias alimentares aquáticas, formando o que se denomina "pasto marinho". O fitobentos é uma comunidade de algas, em geral macroscópicas (algumas atingem dezenas de metros) fixas no solo marinho (principalmente em rochas). Algas unicelulares. Algas com diversos pigmentos. Reprodução Assexuada Nas algas há dois tipos básicos de reprodução assexuada: • divisão binária: comum nas formas unicelulares, que ocorrem à mitose para efetuar a divisão da célula. • zoosporia: comum em algas multicelulares aquáticas. Cada zoósporo, dispersando-se pelo meio, é capaz de gerar nova alga. Zoosporia das algas Reprodução Sexuada Os gametas e os ciclos reprodutivos: Em muitas algas aquáticas há a produção de gametas que, fundindo-se, originarão zigotos. Esses zigotos, após curto período de dormência, sofrem meiose com produção de quatro células (zoósporos). Cada uma dessas células originará nova alga, necessariamente haplóide. Note que, neste caso temos um ciclo reprodutivo no qual o organismo adulto é haplóide. O ciclo é chamado de haplobionte (ou haplonte). A meiose ocorre na fase de zigoto, sendo chamada zigótica. Também é chamada de meiose inicial, uma vez que cada célula iniciará a formação de novo organismo adulto. Em outras algas, a geração adulta é diploide e produz gametas por meiose. Do encontro de gametas, na fecundação, surge um zigoto que acaba originando um adulto diplóide. O ciclo reprodutivo é diplobionte (ou diplonte). A meiose é gamética, pois serviu para formar gametas. Também é chamada de meiose final por que ocorre no fim do período de desenvolvimento do indivíduo adulto diplóide. Alternância de gerações A maioria das algas multicelulares apresentam alternância de gerações, ou seja, em seu ciclo de vida alternam–se gerações de indivíduos haplóides e diplóides. Ex: Alga verde talosa do gênero Ulva O ciclo haplodiplobionte ocorre também nas algas e pode ser visto na página que trata de Gimnospermas. Quanto aos gametas produzidos pelas algas, há casos de: • Isogamia - gametas masculinos e femininos iguais; • Heterogamia - gametas masculinos e femininos móveis, flagelados, porém o masculino bem menor em tamanho que o feminino. • Oogamia- gameta masculino é pequeno e móvel e o gameta feminino é grande e imóvel. A conjugação Em algumas algas filamentosos de água doce ocorre pareamento de dois indivíduos com a passagem, por um canal de comunicação, de células inteiras de um para outro filamento. As células são haplóides e após se juntarem originam zigotos. Os zigotos dividem-se por meiose e a cada célula formada será capaz de originar novo filamento haplóide. Note que essa conjugação faz parte do ciclo haplobionte e a meiose do zigoto contribui para o surgimento de variabilidade. Reino Fungi Os fungos são popularmente conhecidos por bolores, mofos, fermentos, levedos, orelhas-de-pau, trufas e cogumelos-de-chapéu (champignon). É um grupo bastante numeroso, formado por cerca de 200.000 espécies espalhadas por praticamente qualquer tipo de ambiente. Os Fungos e sua Importância Ecológica Os fungos apresentam grande variedade de modos de vida. Podem viver como saprófagos, quando obtêm seus alimentos decompondo organismos mortos; como parasitas, quando se alimentam de substâncias que retiram dos organismos vivos nos quais se instalam, prejudicando-o ou podendo estabelecer associaçõesmutualísticas com outros organismos, em que ambos se beneficiam. Além desses modos mais comuns de vida, existem alguns grupos de fungos considerados predadores que capturam pequenos animais e deles se alimentam. Em todos os casos mencionados, os fungos liberam enzimas digestivas para fora de seus corpos. Essas enzimas atuam imediatamente no meio orgânico no qual eles se instalam, degradando-o à moléculas simples, que são absorvidas pelo fungo como uma solução aquosa. Fungos apodrecendo o morango. Os fungos saprófagos são responsáveis por grande parte da degradação da matéria orgânica, propiciando a reciclagem de nutrientes. Juntamente com as bactérias saprófagas, eles compõem o grupos dos organismos decompositores, de grande importância ecológica. No processo da decomposição, a matéria orgânica contida em organismos mortos é devolvida ao ambiente, podendo ser novamente utilizada por outros organismos. Apesar desse aspecto positivo da decomposição, os fungos são responsáveis pelo apodrecimento de alimentos, de madeira utilizada em diferentes tipos de construções de tecidos, provocando sérios prejuízos econômicos. Os fungos parasitas provocam doenças em plantas e em animais, inclusive no homem. A ferrugem do cafeeiro, por exemplo, é uma parasitose provocada por fungo; as pequenas manchas negras, indicando necrose em folhas, como a da soja, ilustrada a seguir, são devidas ao ataque por fungos. Folha da soja com sintomas da ferrugem asiática. Em muitos casos os fungos parasitas das plantas possuem hifas especializadas - haustórios - que penetram nas células do hospedeiro usando os estomas como porta de entrada para a estrutura vegetal. Das células da planta captam açúcares para a sua alimentação. Dentre os fungos mutualísticos, existem os que vivem associados a raízes de plantas formando asmicorrizas (mico= fungo; rizas = raízes). Nesses casos os fungos degradam materiais do solo, absorvem esses materiais degradados e os transferem à planta, propiciando-lhe um crescimento sadio. A planta, por sua vez, cede ao fungo certos açucares e aminoácidos de que ele necessita para viver. Algumas plantas que formam as micorrizas naturalmente são o tomateiro, o morangueiro, a macieira e as gramínias em geral. As micorrizas são muito freqüentes também em plantas típicas de ambientes com solo pobre de nutrientes minerais, como os cerrados, no território brasileiro. Nesses casos, elas representam um fator importânte de adaptação, melhorando as condições de nutrição da planta. Certos grupos de fungos podem estabelecer associações mutualísticas com cianobactérias ou com algas verdes, dando origem a organismos denominados líquens. Estes serão discutidos posteriormente. Econômica Muito fungos são aeróbios, isto é, realizam a respiração, mas alguns são anaeróbios e realizam afermentação. Camembert Destes últimos, alguns são utilizados no processo de fabricação de bebidas alcoólicas, como a cerveja e o vinho, e no processo de preparação do pão. Nesses processos, o fungo utilizado pertence à espécie Saccharomyces cerevisiae, capaz de transformar o açucar em álcool etílico e CO2 (fermentação alcoólica), na ausência de O2. Na presença de O2 realizam a respiração. Eles são, por isso, chamados de anaeróbios facultativos. Na fabricação de bebidas alcoólicas o importante é o álcool produzido na fermentação, enquanto, na preparação do pão, é o CO2. Neste último caso, o CO2 que vai sendo formado se acumula no interior da massa, originando pequenas bolhas que tornam o pão poroso e mais leve. Roquefort O aprisionamento do CO2 na massa só é possível devido ao alto teor de glúten na farinha de trigo, que dá a "liga" do pão. Pães feitos com farinhas pobres em glúten não crescem tanto quanto os feitos com farinha rica em glúten. Imediatamente antes de ser assado, o teor alcoólico do pão chega a 0,5%; ao assar, esse álcool evapora, dando ao pão um aroma agradável. Alguns fungos são utilizados na indústria de laticínios, como é o caso do Penicillium camemberti e do Penicillium roqueforte, empregados na fabricação dos queijos Camembert e Roquefort, respectivamente. Algumas espécies de fungos são utilizadas diretamente como alimento pelo homem. É o caso da Morchella e da espécie Agaricus brunnescens, o popular cogumelo ou champignon, uma das mais amplamente cultivadas no mundo. Morchella Agaricus Doenças Causadas por Fungos Micose em couro cabeludo As micoses que aparecem comumente nos homens são doenças provocadas por fungos. As mais comuns ocorrem na pele, podendo-se manifestar em qualquer parte da superfície do corpo. São comuns as micoses do couro cabeludo e da barba (ptiríase), das unhas e as que causam as frieiras (pé-de-atleta). As micoses podem afetar também as mucosas como a da boca. É o caso so sapinho, muito comum em crianças. Essa doença se manifesta por multiplos pontos brancos na mucosa. Existem, também, fungos que parasitam o interior do organismo, como é o caso do fungo causador da histoplasmose, doença grave que ataca os pulmões. Fungos Unicelulares À primeira vista, parece que todo o fungo é macroscópico. Existem, porém, fungos microscópicos, unicelulares. Entre estes, pode ser citado o Saccharomyces cerevisiae. Esse fungo é utilizado para a fabricação de pão, cachaça, cerveja etc., graças à fermentação que ele realiza. Saccharomyces: fungos unicelulares. Note que os pequenos brotos são novos indivíduos que estão sendo formados por reproduçãoo assexuada. Fungos Pluricelulares Os fungos pluricelulares possuem uma característica morfológica que os diferencia dos demais seres vivos. Seu corpo é constituído por dois componentes: o corpo de frutificação é responsável pela reprodução do fungo, por meio de células reprodutoras especiais, os esporos,e o micélio é constituído por uma trama de filamentos, onde cada filamento é chamado de hifa. Na maioria dos fungos, a parede celular é complexa e constituída de quitina, a mesma substância encontrada no esqueleto dos artrópodes. O carboidrato de reserva energética da maioria dos fungos é o glicogênio, do mesmo modo que acontece com os animais. Tipos de Hifas Dependendo do grupo de fungos, as hifas podem apresentar diferentes tipos de organização. Nas hifas cenocíticas, presentes em fungos simples, o fio é contínuo e o citoplasma contém numerosos núcleos nele inserido. Fungos mais complexos, possuem hifas septadas, isto é, há paredes divisórias (septos) que separam o filamento internamente em segmentos mais ou menos parecidos. Em cada septo há poros que permitem o livre trânsito de material citoplasmático de um compartimento a outro. Tipos de hifas- Pelos poros das hifas septadas ocorre trânsito de citoplasma e de núcleos de uma célula para outra. Nos fungos, os núcleos são haploides. Reprodução nos fungos Reprodução Assexuada Fragmentação A maneira mais simples de um fungo filamentoso se reproduzir assexuadamente é por fragmentação: um micélio se fragmenta originando novos micélios. Brotamento Leveduras como Saccharomyces cerevisae se reproduzem por brotamento ou gemulação. Os brotos (gêmulas) normalmente se separam do genitor mas, eventualmente, podem permanecer grudados, formando cadeias de células. Esporulação Nos fungos terrestres, os corpos de frutificação produzem, por mitose, células abundantes, leves, que são espalhadas pelo meio. Cada células dessas, um esporo conhecido como conidiósporo (do grego, kónis = poeira), ao cair em um material apropriado, é capaz de gerar sozinha um novo mofo, bolor etc. Para a produção desse tipo de esporo a ponta de uma hifa destaca-se do substrato e, repentinamente, produz centenas de conidiósporos, que permanem unidos até serem liberados. É o que acontece com o fungo penicillium, que assim foi chamado devido ao fato de a estrutura produtora de esporos - o conídio - se assemelhar a um pincel. Ao lado- Micografia eletrônica de varredura mostrando o corpo de frutificação do Penicillium sp. frequente bolor encontrado em frutas. Os pequenos e leves esporos esféricos (conidiósporos) brotam de conídios que surgem na extremidade de uma hifa especializada, o conidióforo. Laranja contaminada com Penicillium sp , vista a olho nú. Em certos fungos aquáticos, os esporos são dotados de flagelos, uma adaptação à dispersão em meio líquido. Por serem móveis e nadarem ativamente, esses esporos são chamados zoósporos. Reprodução Sexuada No ciclo reprodutivo de alguns fungos aquáticos, há a produção de gametas flagelados, que se fundem e geram zigotos que produzirão novos indivíduos. Nos fungos terrestres, existe um ciclo de reprodução no qual há produção de esporos por meiose. Desenvolvendo-se, esses esporos geram hifas haploides que posteriormente se fundem e geram novas hifas diploides, dentro dos quais ocorrerão novas meioses para a produção de mais esporos meióticos. A alternância de meiose e fusão de hifas (que se comportam como gametas) caracteriza o processo como sexuado. O esquema da figura abaixo ilustra um ciclo de reprodução genérico, válido para a maioria dos fungos. Muitos alternam a reprodução sexuada com a assexuada. Em outros, pode ocorrer apenas reprodução sexuada ou apenas a reprodução assexuada. De modo geral, a reprodução sexuada dos fungos se inicia com a fusão de hifas haploides, caracterizando aplasmogamia (fusão de citoplasmas). Os núcleos haploides geneticamente diferentes, provenientes de cada hifa parental, permanecem separados (fase heterocariótica, n + n). Posteriormente, a fusão nuclear (cariogamia) gera núcleos diploides que, dividindo-se por meiose, produzem esporos haploides. Esporos formados por meiose são considerados sexuados (pela variedade decorrente do processo meiótico). Algumas curiosidades merecem ser citadas a respeito da fase sexuada da reprodução: • antes de ocorrer plasmogamia, é preciso que uma hifa "atraia" a outra. Isso ocorre por meio da produção de feromônios, substâncias de "atração sexual" produzidas por hifas compatíveis; • em muitos fungos, após a plasmogamia decorre muito tempo (dias, meses, anos) até que ocorra acariogamia; • a produção de esporos meióticos, após a ocorrência de cariogamia, se dá em estruturas especiais, freqüentemente chamadas de esporângios. Classificação dos Fungos Classificar fungos não é tarefa fácil. Trata-se de um grupo muito antigo (mais de 540 milhões de anos) e existem muitas dúvidas a respeito de sua origem e evolução. Os quitridiomicetos, constituídos por cerca de 790 espécies, são os prováveis ancestrais dos fungos. Vivem em meio aquático e em solos úmidos próximos a represas, rios e lagos. Vivem da absorção da matéria orgânica que decompõe e, muitas vezes, parasitam algas, protozoários, outros fungos, plantas e animais. Algumas espécies causam considerável prejuízo em plantas de cultivo (alfafa e milho). Os ascomicetos, com cerca de 32.000 espécies, são os que formam estruturas reprodutivas sexuadas, conhecidas como ascos, dentro das quais são produzidos esporos meióticos, os ascósporos. Incluem diversos tipos de bolores, as trufas, as Morchellas, todos filamentos, e as leveduras (Saccharomyces sp.), que são unicelulares. Os basidiomicetos, com cerca de 22.000 espécies, são os que produzem estruturas reprodutoras sexuadas, denominadas de basídios, produtores de esporos meióticos, os basidiósporos. O grupo inclui cogumelos, orelhas-de-pau, as ferrugens e os carvões, esses dois últimos causadores de doenças em plantas. Os zigomicetos, com cerca de 1.000 espécies, são fungos profusamente distribuídos pelo ambiente, podendo atuar como decompositores ou como parasitas de animais. Os mais conhecidos é o Rhizobux stolonifer, bolor que cresce em frutas, pães e doces - seu corpo de frutificação é uma penugem branca que lembra filamentos de algodão, recheados de pontos escuros que representam os esporângios. Os deuteromicetos, ou fungos conidiais, que já foram conhecidos como fungos imperfeitos, costituem um grupo de fungos que não se enquadra no dos anteriores citados. Em muitos deles, a fase sexuada não é conhecida ou pode ter sido simplesmente perdida ao longo do processo evolutivo. De modo geral, reproduzem-se assexuadamente por meio da produção de conidiósporos. A esse grupo pertencem diversas espécies de Penicillium (entre as quais a que produz penicilina) e Aspergillus (algumas espécies produzem toxinas cancerígenas). Liquens Os liquens são associações simbióticas de mutualismo entre fungos e algas. Os fungos que formam liquens são, em sua grande maioria, ascomicetos (98%), sendo o restante, basidiomicetos. As algas envolvidas nesta associação são as clorofíceas e cianobactérias. Os fungos desta associação recebem o nome de micobionte e a alga, fotobionte, pois é o organismo fotossintetizante da associação. A natureza dupla do liquen é facilmente demonstrada através do cultivo separado de seus componentes. Na associação, os fungos tomam formas diferentes daquelas que tinha quando isolados, grande parte do corpo do liquen é formado pelo fungo. A microscopia eletrônica mostra as hifas de fungo entrelaçadas com a alga. Morfologia Normalmente existem três tipos de talo: Crostoso: o talo é semelhante a uma crosta e encontra-se fortemente aderido ao substrato. Folioso: o talo é parecido com folhas Fruticoso: o talo é parecido com um arbusto e tem posição ereta. Reprodução Os liquens não apresentam estruturas de reprodução sexuada. O micobionte pode formar conídios,ascósporos ou basidiósporos. As estruturas sexuadas apresentam forma de apotécio. Os esporos formados pelos fungos do liquen germinam quando entram em contato com alguma clorofícea ou cianobactéria. O fotobionte se reproduz vegetativamente. O liquen pode se reproduzir assexuadamente por sorédios, que sãopropágulos que contém células de algas e hifas do fungo, e por isídios, que são projeções do talo, parecido com verrugas. O liquen também pode se reproduzir por fragmentação do talo. Habitat Os líquens possuem ampla distribuição e habitam as mais diferentes regiões. Normalmente os liquens sãoorganismos pioneiros em um local, pois sobrevivem em locais de grande estresse ecológico. Podem viver em locais como superfícies de rochas, folhas, no solo, nos troncos de árvores, picos alpinos, etc. Existem liquens que são substratos para outros liquens. A capacidade do liquen de viver em locais de alto estresse ecológico deve-se a sua alta capacidade de dessecação. Quando um líquen desseca, a fotossíntese é interrompida e ele não sofre pela alta iluminação, escassez de água ou altas temperaturas. Por conta desta baixa na taxa de fotossíntese, os liquens apresentam baixa taxa de crescimento. Importância Econômica Os liquens produzem ácidos que degradam rochas e ajudam na formação do solo, tornando-se organismos pioneiros em diversos ambientes. Esses ácidos também possuem ação citotóxica e antibiótica. Quando a associação é com uma cianobactéria, os liquens são fixadores de nitrogênio, sendo importantes fontes de nitrogênio para o solo. Os liquens são extremamente sensíveis à poluição, sobrevivendo de bioindicadores de poluição, podendo indicar a qualidade do ar e até quantidade de metais pesados em áreas industriais. Algumas espécies são comestíveis, servindo de alimento para muitos animais. Reino Plantae ou Metaphyta As plantas são seres pluricelulares e eucariontes. Nesses aspectos elas são semelhantes aos animais e a muitos tipos de fungos; entretanto, têm uma característica que as distingue desses seres - são autotróficas. Como já vimos, seres autotróficos são aqueles que produzem o próprio alimento pelo processo dafotossíntese. Utilizando a luz, ou seja, a energia luminosa, as plantas produzem a glicose, matéria orgânica formada a partir da água e do gás carbônico que obtêm do alimento, e liberam o gás oxigênio. As plantas, juntamente com outros seres fotossintetizantes, são produtoras de matéria orgânica que nutre a maioria dos seres vivos da Terra, atuando na base das cadeias alimentares. Ao fornecer o gás oxigênio ao ambiente, as plantas também contribuem para a manutenção da vida dos seres que, assim como elas próprias, utilizam esse gás na respiração. As plantas conquistaram quase todos os ambientes da superfície da Terra. Segundo a hipótese mais aceita, elas evoluíram a partir de ancestrais protistas. Provavelmente, esses ancestrais seriam tipos de algas pertencentes ao grupo dos protistas que se desenvolveram na água. Foram observadas semelhanças entre alguns tipos de clorofila que existem tanto nas algas verdes como nas plantas. A partir dessas e de outras semelhanças, supõe-se que as algas verdes aquáticas são ancestrais diretas das plantas. Há cerca de 500 milhões de anos, as plantas iniciaram a ocupação do ambiente terrestre. Este ambiente oferece às plantas vantagens como: maior facilidade na captação da luz, já que ela não chega às grandes profundidades da água, e facilidade da troca de gases, devido à maior concentração de gás carbônico e gás oxigênio na atmosfera. Esses fatores são importantes no processo da respiração e da fotossíntese. Mas e quanto a presença da água, tão necessária à vida? Ao compararmos o ambiente terrestre com o ambiente aquático, verificamos que no terrestre a quantidade de água sob a forma líquida é bem menor e também que a maior parte dela está acumulada no interior do solo. Como, então, as plantas sobrevivem no ambiente terrestre? Isso é possível porque elas apresentam adaptações que lhes possibilitam desenvolver no ambiente terrestre e ocupá-lo eficientemente. As plantas adaptadas ao ambiente terrestre apresentam, por exemplo, estruturas que permitem a absorção de água presente no solo e outras estruturas que impedem a perda excessiva se água. Veremos mais adiante como isso ocorre. Devemos lembrar que alguns grupos de plantas continuaram sobrevivendo em ambiente aquático. Classificação das plantas As plantas cobrem boa parte dos ambientes terrestres do planeta. Vistas em conjunto, como nesta foto, parecem todas iguais. Mas na realidade existem vários tipos de planta e elas ocupam os mais diversos ambientes. Você já sabe que para classificar, ou seja, organizar diversos objetos ou seres em diferentes grupos, é preciso determinar os critérios através dos quais identificaremos as semelhanças e as diferenças entre eles. Vamos ver agora como as plantas podem ser classificadas. O reino das plantas é constituído de organismospluricelulares, eucariontes, autótrofos fotossintetizantes. É necessário definir outros critérios que possibilitem a classificação das plantas para organizá-las em grupos menos abrangentes que o reino. Em geral, os cientistas consideram como critérios importantes: • a característica da planta ser vascular ou avascular, isto é, a presença ou não de vasos condutores de água e sais minerais (seiva bruta) e matéria orgânica (a seiva elaborada); • ter ou não estruturas reprodutoras (semente, fruto e flor) ou ausência delas. Os nomes dos grupos de plantas • Criptógama: palavra composta por cripto, que significa escondido, e gama, cujo significado está relacionado a gameta (estrutura reprodutiva). Esta palavra significa, portanto, "planta que tem estrutura reprodutiva escondida". Ou seja, sem semente. • Fanerógama: palavra composta por fanero, que significa visível, e por gama, relativo a gameta. Esta palavra significa, portanto, "planta que tem a estrutura reprodutiva visível". São plantas que possuem semente. • Gimnosperma: palavra composta por gimmno, que significa descoberta, e sperma, semente. Esta palavra significa, portanto, "planta com semente a descoberto" ou "semente nua". • Angiosperma: palavra composta por angion, que significa vaso (que neste caso é o fruto) e sperma, semente. A palavra significa, "planta com semente guardada no interior do fruto". Briófitas - Plantas sem vasos condutores Essa divisão compreende vegetais terrestres com morfologia bastante simples, conhecidos popularmente como"musgos" ou "hepáticas". São organismos eucariontes, pluricelulares, onde apenas os elementos reprodutivos são unicelulares, enquadrando-se no Reino Plantae, como todos os demais grupos de plantas terrestres. Ocorrência As briófitas são características de ambientes terrestre úmidos, embora algumas apresentem adaptações que permitem a ocupação dos mais variados tipos de ambientes, resistindo tanto à imersão, em ambientes totalmente aquáticos, como a desidratação quando atuam comosucessores primários na colonização, por exemplo, de rochas nuas ou mesmo ao congelamento em regiões polares. Apresenta-se, entretanto sempre dependentes da água, ao menos para o deslocamento do anterozoide flagelado até a oosfera. Esta Divisão não possui representantes marinhos. Morfologia As briófitas são plantas avasculares de pequeno porte que possuem muitos e pequenos cloroplastos em suas células. O tamanho das briófitas está relacionado à ausência de vasos condutores, chegando no máximo a 10 cm em ambientes extremamente úmidos. A evaporação remove consideravelmente a quantidade de água para o meio aéreo. A reposição por absorção é um processo lento. O transporte de água ao longo do corpo desses vegetais ocorre por difusão de célula a célula, já que não há vasos condutores e, portanto, é lento. Reprodução O ciclo haplodiplobionte nos musgos Nos musgos e em todas as briófitas, a metagênese envolve a alternância de duas gerações diferentes na forma e no tamanho. Os gametófitos, verdes, são de sexos separados e duram mais que os esporófitos. Existem órgãos especializados na produção de gametas chamados gametângios e que ficam localizados no ápice dos gametófitos. O gametângio masculino é o anterídio e seus gametas, os anterozoides. O gametângio feminino é o arquegônio que produz apenas um gameta feminino, a oosfera. Para ocorrer o encontro dos gametas é preciso, inicialmente, que os anterozoides saiam dos anterídios. Gotículas de água do ambiente que caem nos anterídios libertam os gametas masculinos. Deslocando-se na água, os anterozoides entram no arquegônio e apenas um deles fecunda a oosfera. Forma-se o zigoto que, dividindo-se inúmeras vezes, origina o embrião. Este, no interior do arquegônio, cresce e forma o esporófito. O jovem esporófito, no seu crescimento, rompe o arquegônio e carrega em sua ponta dilatada um pedaço rompido do arquegônio, em forma de "boné", conhecido como caliptra. Já como adulto, o esporófito, apoiado no gametófito feminino, é formado por uma haste e, na ponta, uma cápsula (que é um esporângio) dilatada, dotada de uma tampa, coberta pela caliptra. No esporângio células 2n sofrem meiose e originam esporos haploides. Para serem liberados, é preciso inicialmente que a caliptra seque e caia. A seguir, cai a tampa do esporângio. Em tempo seco e, preferencialmente, com vento os esporos são liberados e dispersam-se. Caindo em locais úmidos, cada esporo germina e origina um filamento semelhante a uma alga, o protonema. Do protonema, brotam alguns musgos, todos idênticos geneticamente e do mesmo sexo. Outro protonema, formado a partir de outro esporo, originará gametófitos do outro sexo e, assim, completa-se o ciclo. Note que a determinação do sexo ocorre, então, já na formação dos esporos. Classificação das briófitas As briófitas mais conhecidas são as hepáticas e os musgos. As hepáticas são tanto aquáticas quento terrestres e seu talo é uma lâmina extremamente delgada. Seu talo lembra muito um vegetal superior: apresenta-se ereto, crescendo a partir do solo. Hepáticas Nos musgos, como, aliás, em todas as briófitas, há duas gerações adultas somáticas com aspectos totalmente diferentes e que se alternam em um ciclo reprodutivo (gametófito e o esporófito). Musgo Importância dos musgos Apesar do aspecto modesto, os musgos têm grande importância para os ecossistemas. Juntamente com os liquens, os musgos foram as primeiras plantas a crescer sobre rochas, as quais desgastam por meio de substâncias produzidas por sua atividade biológica. Desse modo, permitem que, depois deles, outros vegetais possam crescer sobre essas rochas. Daí seu importante papel nas primeiras etapas de formação dos solos. Pteridófitas Samambaias, avencas, xaxins e cavalinhas são alguns dos exemplos mais conhecidos de plantas do grupo das pateridófitas. A palavra pteridófita vem do grego pteridon, que significa 'feto'; mais phyton, 'planta'. Observe como as folhas em brotamento apresentam uma forma que lembra a posição de um feto humano no útero materno. Cavalinha, pteridófita do gênero Equisetum. Antes da invenção das esponjas de aço e de outros produtos, pteridófitas como a "cavalinha", cujo aspecto lembra a cauda de um cavalo e tem folhas muito ásperas, foram muito utilizadas como instrumento de limpeza. No Brasil, os brotos da samambaia-das-roças ou feto-águia, conhecido como alimento na forma de guisados. Atualmente, a importância das pteridófitas para o interesse humano restringe-se, principalmente, ao seu valor ornamental. É comum casas e jardins serem embelezados com samambaias e avencas, entre outros exemplos. Ao longo da história evolutiva da Terra, as pteridófitas foram os primeiros vegetais a apresentar um sistema de vasos condutores de nutrientes. Isso possibilitou um transporte mais rápido de água pelo corpo vegetal e favoreceu o surgimento de plantas de porte elevado. Além disso, os vasos condutores representam uma das aquisições que contribuíram para a adaptação dessas plantas a ambientes terrestres. O corpo das pteridófitas possui raiz, caule e folha. O caule das atuais pteridófitas é em geral subterrâneo, com desenvolvimento horizontal. Mas, em algumas pteridófitas, como os xaxins, o caule é aéreo. Em geral, cada folha dessas plantas divide-se em muitas partes menores chamadas folíolos. A maioria das pteridófitas é terrestre e, como as briófitas, vive preferencialmente em locais úmidos e sombreados. Xaxim Pteridófitas mais conhecidas Cavalinha: porte pequeno, caule subterrâneo e que formam ramos eretos que lembram vagamente um caule de cana-de-açúcar com cerca de 1 cm de diâmetro. Folhas em forma de fios, agrupadas em feixes, emergem do caule e lembram uma cauda de cavalo (veja foto acima). Selaginela: erroneamente vendida como musgo nas floriculturas. Folhas miúdas que saem do caule cilíndrico bem fino. Licopódio: caule subterrâneo e que dá ramos aéreos eretos dos quais saem folhas bem menores que as da selaginela. É comum formarem-se "buquês" de rosa acompanhados de ramos de licopódios. Selaginela Licopódio Samambaias: as pteridófitas mais modernas são popularmente conhecidas como samambaias e pertencem à classe das filícíneas. Incluem as rendas portuguesas, as avencas, os xaxins, as samambaias de metro etc. Na maioria delas, o caule subterrâneo, chamado rizoma, forma folhas aéreas. No xaxim o caule é aéreo e estéreo e pode atingir cerca de 2 a 3 metros. As folhas são muitas vezes longas, apresentam divisões (folíolos) e crescem em comprimento pelas pontas, que são enroladas, lembrando a posição do feto no interior do útero. Na época de reprodução, os folíolos ficam férteis e neles surgem pontos escuros, os soros, verdadeiras unidades de reprodução. Soros nas folhas de samambaia Samambaia Reprodução das pteridófitas - Ciclo haplodiplobionte Da mesma maneira que as briófitas, as pteridófitas se reproduzem num ciclo que apresenta uma fase sexuada e outra assexuada. Para descrever a reprodução nas pteridófitas, vamos tomar como exemplo uma samambaias comumente cultivada (Polypodium vulgare). A samambaia é uma planta assexuada produtora de esporos. Por isso, ela representa a fase chamada esporófito. Em certas épocas, na superfície inferior das folhas da samambaias formam-se pontinhos escuros chamadossoros. O surgimento dos soros indica que a samambaias está em época de reprodução - em cada soro são produzidos inúmeros esporos. Quando os esporos amadurecem, os soros se abrem. Então os esporos caem no solo úmido; cada esporo pode germinar e originar um protalo, aquela plantinha em forma de coração mostrada no esquema. O protalo é uma planta sexuada, produtora de gametas; por isso, ele representa a fase chamada de gametófito. Ciclo reprodutivo das samambaias O protalo da samambaias contém estruturas onde se formam anterozóides e oosferas. No interior do protalo existe água em quantidade suficiente para que o anterozóide se desloque em meio líquido e "nade" em direção à oosfera, fecundado-a. Surge então o zigoto, que se desenvolve e forma o embrião. O embrião, por sua vez, se desenvolve e forma uma nova samambaias, isto é, um novo esporófito. Quando adulta, a samambaias forma soros, iniciando novo ciclo de reprodução. Como você pode perceber, tanto as briófitas como as pteridófitas dependem da água para a fecundação. Mas nas briófitas, o gametófito é a fase duradoura e os esporófito, a fase passageira. Nas pteridófitas ocorre o contrário: o gametófito é passageiro - morre após a produção de gametas e a ocorrência da fecundação - e o esporófito é duradouro, pois se mantém vivo após a produção de esporos. Reprodução das pteridófitas - Ciclo haplodiplobionte Da mesma maneira que as briófitas, as pteridófitas se reproduzem num ciclo que apresenta uma fase sexuada e outra assexuada. Para descrever a reprodução nas pteridófitas, vamos tomar como exemplo uma samambaias comumente cultivada (Polypodium vulgare). A samambaia é uma planta assexuada produtora de esporos. Por isso, ela representa a fase chamada esporófito. Em certas épocas, na superfície inferior das folhas da samambaias formam-se pontinhos escuros chamadossoros. O surgimento dos soros indica que a samambaias está em época de reprodução - em cada soro são produzidos inúmeros esporos. Quando os esporos amadurecem, os soros se abrem. Então os esporos caem no solo úmido; cada esporo pode germinar e originar um protalo, aquela plantinha em forma de coração mostrada no esquema. O protalo é uma planta sexuada, produtora de gametas; por isso, ele representa a fase chamada de gametófito. Ciclo reprodutivo das samambaias O protalo da samambaias contém estruturas onde se formam anterozóides e oosferas. No interior do protalo existe água em quantidade suficiente para que o anterozóide se desloque em meio líquido e "nade" em direção à oosfera, fecundado-a. Surge então o zigoto, que se desenvolve e forma o embrião. O embrião, por sua vez, se desenvolve e forma uma nova samambaias, isto é, um novo esporófito. Quando adulta, a samambaias forma soros, iniciando novo ciclo de reprodução. Como você pode perceber, tanto as briófitas como as pteridófitas dependem da água para a fecundação. Mas nas briófitas, o gametófito é a fase duradoura e os esporófito, a fase passageira. Nas pteridófitas ocorre o contrário: o gametófito é passageiro - morre após a produção de gametas e a ocorrência da fecundação - e o esporófito é duradouro, pois se mantém vivo após a produção de esporos. Gimnospermas Cones ou estróbilos As gimnospermas (do grego Gymnos: 'nu'; e sperma: 'semente') são plantas terrestres que vivem, preferencialmente, em ambientes de clima frio ou temperado. Nesse grupo incluem-se plantas comopinheiros, as sequóias e os ciprestes. As gimnospermas possuem raízes, caule e folhas. Possuem também ramos reprodutivos com folhas modificadas chamadas estróbilos. Em muitas gimnospermas, como os pinheiros e as sequóias, os estróbilos são bem desenvolvidos e conhecidos como cones - o que lhes confere a classificação no grupo das coníferas. Florestas de coníferas de regiões temperadas são ricas em árvores do grupo das gimnospermas. No Brasil, destaca-se a Mata de Araucárias do Sul do país. Há produção de sementes: elas se originam nos estróbilos femininos. No entanto, as gimnospermas não produzem frutos. Suas sementes são "nuas", ou seja, não ficam encerradas em frutos. Araucárias Cyca São também gimnospermas as Cycas, popularmente conhecidas como palmeira-de-ramos ou palmeira-de-sagu, comuns em alguns lugares do Brasil. O tronco também costuma ser espesso, a folha é parecida com a das palmeiras, porém, é muito mais rígida. Reprodução das gimnospermas - Ciclo haplodiplobionte na Coníferas Vamos usar o pinheiro-do-paraná (Araucária angustifólia) como modelo para explicar a reprodução das gimnospermas. Nessa planta os sexos são separados: a que possui estróbilos masculinos não possuem estrobilos femininos e vice-versa. Em outras gimnospermas, os dois tipos de estróbilos podem ocorrer numa mesma planta. Existem dois tipos de estróbilos, um grande e outro pequeno e, como consequência, há dois tipos de esporângios e de esporos. Nos estróbiolos maiores, considerados femininos, cada esporângio, chamado de óvulo, produz por meiose um megásporo (ou macrósporo). O megásporo fica retido no esporângio, não é liberado, como ocorre com os esporos das pteridófitas. Desenvolvendo-se no interior do óvulo o megásporo origina um gametófito feminino. Nesse gametófito surge arquegônios e, no interior de cada um deles, diferencia-se uma oosfera (que e o gameta feminino). Nos estróbilos menores, considerados masculinos, cada esporângio - também chamado de saco polínico - produz por meiose, numerosos micrósporos. Desenvolvendo-se no interior do saco polínico, cadamicrósporo origina um gametófito masculino, também chamado de grão de pólen (ou gametófito masculino jovem). A ruptura dos sacos polínicos libera inúmeros grãos de pólen, leves, dotados de duas expansões laterais, aladas. Carregados pelo vento, podem atingir os óvulos que se encontram nos estróbilos femininos. O processo de transporte de grão de pólen (não se esqueça que eles representam os gametófitos masculinos) constitui a polinização, que, nesse caso, ocorre pelo vento. Cada grão de pólen, aderido a uma abertura existente no óvulo, inicia um processo de crescimento que culmina com a formação de um tubo polínico, correspondente a um grão de pólen adulto (gametófito masculino adulto). No interior do tubo polínico existe dois núcleos gaméticos haplóides, correspondentes aos anterozóides das pteridófitas. Apenas um dos núcleos gaméticos fecunda a oosfera, gerando o zigoto (o outro núcleo gamético degenera). Dividindo-se repetidamente por mitose, o zigoto acaba originando um embrião, que mergulha no tecido materno correspondente ao gametófito feminino. Após a ocorrência da fecundação e da formação do embrião, o óvulo converte-se em semente, que é uma estrutura com três componentes: uma casa (também chamada de integumento), um embrião e um tecido materno haplóide, que passa a ser denominado de endosperma (ou endosperma primário), por acumular substâncias de reserva que serão utilizadas pelo embrião durante a sua germinação. A dispersão das sementes, em condições naturais, pode ocorrer pelo vento, no caso do pinheiro comum, ou com ajuda de animais (gralhas-azuis ou esquilos) como acontece com os pinhões do pinheiro-do-paraná. Portanto, ao comparar gimnospermas coníferas com as pteridófitas, as seguintes novidades podem ser citadas:estróbilos produtores de óvulos (que, depois, serão convertidos em sementes), estróbilos produtores de grãos de pólen, polinização, diferenciação do grão de pólen em tubo polínico e, por fim, afecundação independente da água ambiental (esse tipo de fecundação é conhecido por sifogamia). Perceba que as árvores coníferas representam a geração duradoura, o esporófito, sendo os gametófitos reduzidos e pouco duradouros. Angiospermas Atualmente são conhecidas cerca de 350 mil espécies de plantas - desse total, mais de 250 mil são angiospermas. A palavra angiosperma vem do grego angeios, que significa 'bolsa', e sperma, 'semente'. Essas plantas representam o grupo mais variado em número de espécies entre os componentes do reino Plantae ou Metaphyta. S Características principais das angiospermas As angiospermas arborescentes possuem três componentes principais: raízes, tronco e folhas. • As raízes são os órgãos fixadores da árvore ao solo e absorvem água e sais minerais, indispensável para a sobrevivência da planta. • O tronco, constituído de inúmeros galhos, é o órgão aéreo responsável pela formação das folhas, efetuando também a ligação delas com as raízes. • E as folhas são os órgãos onde ocorrerá a fotossíntese, ou seja, o processo em que se produzem os compostos orgânicos essenciais para a manutenção da vida da planta. Cada flor, que aparece periodicamente nos galhos, é um sistema de reprodução e é formado pela reunião de folhas modificadas presas ao receptáculo floral, que possui formato de um disco achatado. Por sua vez o receptáculo floral fica no topo do pedúnculo floral, que é o "cabinho" da flor. No receptáculo há uma série de círculos concêntricos nos quais estão inseridas as peças florais. De fora para dentro, são quatro os tipos de folhas modificadas constituintes da flor: sépalas, pétalas, estames ecarpelos. As sépalas são as mais externa, geralmente de cor verde, e exercem a função de proteção do botão floral, fase em que a flor ainda não se abriu. O conjunto de sépalas é chamado de cálice. As pétalas vêm a seguir. São brancas ou coloridas e formam a corola(nome derivado de coroa), com função de atrair os chamados agentes polinizadores, muitas vezes insetos. O alimento que esses insetos procuram é uma solução açucarada, onéctar, produzido por glândulas de modo geral existentes na base das pétalas. Os estames ficam dispostos mais internamente no receptáculo. Cada estame possui aspecto de um palito, com uma haste, o filete, sustentando uma porção dilatada, aantera. O conjunto de estames forma oandroceu, considerado o componente masculino da flor. Na antera são produzidos os grãos de pólen. O carpelo ocupa o centro do receptáculo floral. É longo notando-se no seu ápice uma ligeira dilatação, o estigma, continuando com um curto estilete, vindo a seguir o ovário. No interior do ovário, existem os óvulos. O carpelo solitário é componente do gineceu, a parte feminina da flor. Classificação das flores As flores são classificadas de acordo com vários critérios. Vejamos alguns deles. 1- Quanto ao número de verticilos externos • Aclamídeas: sem cálice e sem corola. Exemplo: gramíneas. • Monoclamídeas: possuem cálice ou corola. • Diclamídeas: quando possuem cálice e corola. Obs: - Cálice e corola diferentes: Perianto, típico de dicotiledôneas. Ex.: rosa - Cálice e corola iguais (tépalas): Perigônio, típico de monocotiledôneas. Ex.: lírio 2- Quanto ao sexo das flores • Monóclinas ou Hermafroditas: possuem os dois sexos, androceu e gineceu. Ex.: cravo, laranjeira. • Díclina ou Unissexuada: possui apenas androceu ou gineceu. Ex.: abóbora, mamão. • Estéreis: não possuem androceu ou gineceu, ou se apresentam, mas não são férteis. Ex. margarida. Obs: - Vegetais Monóicos: apresentam flores monóclinas ou díclinas. - Vegetais Dióicos: apresentam flores díclinas. 3- Quanto ao número de peças por verticilo • Trímeras: três ou múltiplo de três peças. Ex.: Monocotiledôneas. • Dímeras, Tetrâmeras, Pentâmeras: duas, quatro, cinco peças, respectivamente, por verticilo. Ex.: Dicotiledôneas. 4- Quanto ao agente polinizador • Ornitófila – polinizada por pássaros • Anemófila – polinizada pelo vento • Quiropterófila – polinizada por morcegos • Entomófilas – polinizada por insetos • Antropófila – polinizada pelo homem Órgãos reprodutores da flor Androceu - Estames e pólen Estames são folhas alongadas que durante a evolução dobraram-se sobre si mesmas, diferenciando-se em duas regiões: o filete, porção delgada e alongada que suporta a antera, que por sua vez protege bolsas produtoras de grãos de pólen, conhecidas como sacos polínicos. Formação do grão de pólen Os grãos de pólen formam-se nos sacos polínicos da antera. Os sacos polínicos estão envolvidos por um tecido denominado tapetum, que também nutre as células. São quatro sacos polínicos, cada dois em uma teca. Quando a antera se torna adulta os sacos polínicos se rompem liberando os grãos de pólen. Estrutura do grão de pólen Os grãos de pólen são formados por células haplóides com dois núcleos: um vegetativo com função de formar o tubo polínico e outro reprodutivo com função de fecundar o óvulo. Polinização É o processo de liberação do pólen da parte masculina onde foi formado, transporte e deposição sobre uma superfície estigmática receptora. Em condições favoráveis e compatíveis este pólen irá germinar, iniciando a formação do tubo polínico (fase gametofítica) e posteriormente a fecundação. Pode ser realizada por um agente abiótico ou biótico que associados aos aspectos morfológicos da flor determinam as chamadas síndromes florais. A anemofilia e a hidrofilia são síndromes abióticas. Na polinização biótica, as plantas desenvolveram estruturas ou elementos atrativos aos diferentes tipos de animais, que estimulam a alimentação, a atividade sexual ou ainda a criação de ninhos onde novos indivíduos de desenvolverão. Dentre estes elementos, podemos citar, cores (atrativo visual), odor, pólen, néctar, óleo, resina, etc. Os insetos desenvolveram grande interação com as plantas, sendo a entomifilia a principal síndrome biótica. Os animais vertebrados também participam deste processo, a ornitofilia (aves) e a quiropterofilia (morcegos), são exemplos. Gineceu - Carpelo e ovário O carpelo ou pistílo é uma folha modificada que durante a evolução dobrou-se sobre si mesma, diferenciando-se em três regiões: • ovário, região dilatada que protege os óvulos; • estigma, a porção superior, é a receptora de grãos de pólen; • estilete, a peça intermediária que liga o estigma ao ovário. O carpelo assim modificado passa a ter aspecto de um instrumento muito utilizado na química, conhecido como pistili, motivo pelo qual também é assim denominado. Uma flor pode ter um só carpelo ou vários que, fundindo-se totalmente ou parcialmente, formam lojas. Tipos de carpelos O gineceu pode ser simples, quando é formado por um só carpelo, apocárpico, quando o gineceu é formado por vários carpelos separados e sincárpico, quando o gineceu é formado por vários carpelos unidos. Simetria da flor Importante para o estudo da sistemática vegetal, pode ser: • radial ou actinomorfa: quando a forma da flor permite que se tracem vários planos de simetria. • bilateral ou zigomorfa: com apenas um plano de simetria. • assimétrica: sem nenhum plano de simetria. Diagrama floral Pode-se representar uma flor através do seu diagrama floral. Observe o diagrama abaixo: De fora para dentro, representa-se: as sépalas, (cálice) as pétalas (corola), os estames (androceu) e os carpelos (gineceu). Existe também a fórmula floral, que pode ser exemplificada abaixo: K5 C(5) A10 G2 Onde: K: representa o número de sépalas C: representa o número de pétalas A: representa o número de estames G: representa o número de carpelos ( ): peças unidas (prefixo gamo ou sin) Reprodução Sexuada nas Angiospermas A reprodução sexuada, neste grupo, incluiu os seguintes fenômenos: esporogênese, gametogênese,polinização, fecundação e desenvolvimento da semente e do fruto. Esporogênese e Gametogênese A partir das Pteridófitas a fase esporofítica no ciclo de vida das plantas, passa a ser a dominante ou duradoura, representada pelo indivíduo em si. Nas angiospermas, a produção das flores representa o estado final na maturação do esporófito. Durante o processo de microsporogênese, dá-se no interior das anteras, isto é, nos sacos polínicos(microsporângios), a formação dos grãos de pólen ou micrósporos, a partir de divisões meióticas dosmicrosporócitos. Os grãos de pólen maduros, envoltos por uma parede não contínua de exina, apresentam em seu interior um núcleo vegetativo e um núcleo germinativo. Ao ser depositado sobre o estigma receptivo da flor, este grão de pólen germinará, formando o tubo polínico, que corresponde ao microgametófito, onde se dará a gametogênese. O núcleo germinativo se divide originando os núcleos espermáticos (=gametas). A megasporogênese é um processo efêmero que ocorre no início da formação do óvulo, que se encontra preenchido por um tecido denominado nucela. É a partir deste tecido que se diferencia a célula-mãe do saco embrionário ou megasporócito. Por divisões meióticas formam-se 4 células, das quais 3 degeneram-se, a restante forma o megásporo que logo passa à fase gametofítica por divisões mitóticas de seu núcleo, originando o saco embrionário, dentro de um óvulo agora maduro. O saco embrionário é formado por 7 células, antípodas (3), sinérgides (2), 2 núcleos polares em uma grande célula central e a oosfera (=gameta). Fecundação É a união íntima entre duas células sexuais, gametas, até a fusão de seus núcleos. Deste processo resulta a formação da semente e fruto nas angiospermas. Após a deposição do pólen sobre o estigma receptivo, este germina, produzindo o tubo polínico, que cresce através do estilete, penetrando o ovário e através da micrópila, o óvulo. Ao atingir o saco embrionário, o tubo se rompe liberando os dois núcleos espermáticos, sendo que um fecundará a oosfera, originando um zigoto e o outro se unirá aos 2 núcleos polares, originando um tecido de reserva, o endosperma (3n). Tal processo denomina-se dupla fecundação e é um caráter exclusivo das angiospermas. A dupla fecundação no saco embrionário desencadeia uma séria de mudanças no óvulo e gineceu, e mesmo na flor como um todo, resultando no fruto e semente. Frutos e sementes Para que servem as flores? Após a polinização e a fecundação, a flor sofre uma modificação extraordinária. De todos os componentes que foram vistos anteriormente, acabam sobrando apenas o pedúnculo e o ovário. Todo o restante degenera. O ovário sofre uma grande modificação, se desenvolve e agora dizemos que virou fruto. Em seu interior, os óvulos viraram sementes. Assim, a grande novidade das angiospermas, em termos de reprodução, é a presença de frutos. Os frutos serão a proteção e o veículo de dispersão da semente madura, portadora do embrião de um novo indivíduo, fechando o ciclo de vida das angiospermas. A semente e a futura planta A semente é o óvulo modificado e desenvolvido. Toda semente possui um envoltório, mais ou menos rígido, um embrião inativo da futura planta e um material de reserva alimentar chamado endosperma ou albúmen. Em condições ambientais favoráveis, principalmente de umidade, ocorre a hidratação da semente e pode ser iniciada a germinação. Os cotilédones Todo embrião contido em uma semente de angiosperma é um eixo formado por duas extremidades: • a radícula, que é a primeira estrutura a emergir quando o embrião germina; e • o caulículo, responsável pela formação das primeiras folhas embrionárias. Uma "folha" embrionária merece especial atenção. É o cotilédone. Algumas angiospermas possuem dois cotilédones são chamadas eudicotiledônease plantas que possuem um cotilédone são chamadas de monocotiledônias. Os dois grandes grupos de angiospermas As angiospermas foram subdivididas em duas classes: as monocotiledôneas e as dicotiledôneas. São exemplos de angiospermas monocotiledôneas: capim, cana-de-açúcar, milho, arroz, trigo, aveias, cevada, bambu, centeio, lírio, alho, cebola, banana, bromélias e orquídeas. São exemplos de angiospermas dicotiledôneas: feijão, amendoim, soja, ervilha, lentilha, grão-de-bico, pau-brasil, ipê, peroba, mogno, cerejeira, abacateiro, acerola, roseira, morango, pereira, macieira, algodoeiro, café, jenipapo, girassol e margarida. Diferenças entre monocotiledôneas e dicotiledôneas Vírus Vírus são os únicos organismos acelulares da Terra atual. Os vírus são seres muito simples e pequenos (medem menos de 0,2 µm), formados basicamente por uma cápsula proteica envolvendo o material genético, que, dependendo do tipo de vírus, pode ser o DNA, RNA ou os dois juntos (citomegalovírus). A palavra vírus vem do Latim vírus que significa fluído venenoso outoxina. Atualmente é utilizada para descrever os vírus biológicos, além de designar, metaforicamente, qualquer coisa que se reproduza de forma parasitária, como ideias. O termo vírus de computador nasceu por analogia. A palavra vírion ou víron é usada para se referir a uma única partícula viral que estiver fora da célula hospedeira. Das 1.739.600 espécies de seres vivos conhecidos, os vírus representam 3.600 espécies. Ilustração do vírus HIV mostrando as proteínas do capsídeo responsáveis pela aderencia na célula hospedeira. Vírus é uma partícula basicamente proteica que pode infectar organismos vivos. Vírus são parasitas obrigatóriosdo interior celular e isso significa que eles somente se reproduzem pela invasão e possessão do controle da maquinaria de auto-reprodução celular. O termo vírusgeralmente refere-se às partículas que infectam eucariontes(organismos cujas células têm carioteca), enquanto o termobacteriófago ou fago é utilizado para descrever aqueles que infectam procariontes (domínios bacteria e archaea). Tipicamente, estas partículas carregam uma pequena quantidade de ácido nucleico (seja DNA ou RNA, ou os dois) sempre envolto por uma cápsula proteica denominadacapsídeo. As proteínas que compõe o capsídeo são específicas para cada tipo de vírus. O capsídeo mais o ácido nucleico que ele envolve são denominados nucleocapsídeo. Alguns vírus são formados apenas pelo núcleo capsídeo, outros no entanto, possuem um envoltório ou envelope externo ao nucleocapsídeo. Esses vírus são denominados vírus encapsulados ou envelopados. O envelope consiste principalmente em duas camadas de lipídios derivadas da membrana plasmática da célula hospedeira e em moléculas de proteínas virais, específicas para cada tipo de vírus, imersas nas camadas de lipídios. São as moléculas de proteínas virais que determinam qual tipo de célula o vírus irá infectar. Geralmente, o grupo de células que um tipo de vírus infecta é bastante restrito. Existem vírus que infectam apenas bactérias, denominadas bacteriófagos, os que infectam apenas fungos, denominados micófagos; os que infectam as plantas e os que infectam os animais, denominados, respectivamente, vírus de plantas e vírus de animais. Esquema do Vírus HIV Os vírus não são constituídos por células, embora dependam delas para a sua multiplicação. Alguns vírus possuem enzimas. Por exemplo o HIV tem a enzima Transcriptase reversa que faz com que o processo deTranscrição reversa seja realizado (formação de DNA a partir do RNA viral). Esse processo de se formar DNA a partir de RNA viral é denominado retrotranscrição, o que deu o nome retrovírus aos vírus que realizam esse processo. Os outros vírus que possuem DNA fazem o processo de transcrição (passagem da linguagem de DNA para RNA) e só depois a tradução. Estes últimos vírus são designados de adenovírus. Vírus são parasitas intracelulares obrigatórios: a falta de hialoplasma e ribossomos impede que eles tenham metabolismo próprio. Assim, para executar o seu ciclo de vida, o vírus precisa de um ambiente que tenha esses componentes. Esse ambiente precisa ser o interior de uma célula que, contendo ribossomos e outras substâncias, efetuará a síntese das proteínas dos vírus e, simultaneamente, permitirá que ocorra a multiplicação do material genético viral. Em muitos casos os vírus modificam o metabolismo da célula que parasitam, podendo provocar a sua degeneração e morte. Para isso, é preciso que o vírus inicialmente entre na célula: muitas vezes ele adere à parede da célula e "injeta" o seu material genético ou então entra na célula por englobamento - por um processo que lembra a fagocitose, a célula "engole" o vírus e o introduz no seu interior. Vírus, seres vivos ou não? Vírus não têm qualquer atividade metabólica quando fora da célula hospedeira: eles não podem captar nutrientes, utilizar energia ou realizar qualquer atividade biossintética. Eles obviamente se reproduzem, mas diferentemente de células, que crescem, duplicam seu conteúdo para então dividir-se em duas células filhas, os vírus replicam-se através de uma estratégia completamente diferente: eles invadem células, o que causa a dissociação dos componentes da partícula viral; esses componentes então interagem com o aparato metabólico da célula hospedeira, subvertendo o metabolismo celular para a produção de mais vírus. Há grande debate na comunidade científica sobre se os vírus devem ser considerados seres vivos ou não, e esse debate e primariamente um resultado de diferentes percepções sobre o que vem a ser vida, em outras palavras, a definição de vida. Aqueles que defendem a ideia que os vírus não são vivos argumentam que organismos vivos devem possuir características como a habilidade de importar nutrientes e energia do ambiente, devem ter metabolismo (um conjunto de reações químicas altamente inter-relacionadas através das quais os seres vivos constroem e mantêm seus corpos, crescem e performam inúmeras outras tarefas, como locomoção, reprodução, etc.); organismos vivos também fazem parte de uma linhagem contínua, sendo necessariamente originados de seres semelhantes e, através da reprodução, gerar outros seres semelhantes (descendência ou prole), etc. Os vírus preenchem alguns desses critérios: são parte de linhagens contínuas, reproduzem-se e evoluem em resposta ao ambiente, através de variabilidade e seleção, como qualquer ser vivo. Porém, não têm metabolismo próprio, por isso deveriam ser considerados "partículas infecciosas", ao invés de seres vivos propriamente ditos. Muitos, porém, não concordam com essa perspectiva, e argumentam que uma vez que os vírus são capazes de reproduzir-se, são organismos vivos; eles dependem do maquinário metabólico da célula hospedeira, mas até aíi todos os seres vivos dependem de interações com outros seres vivos. Outros ainda levam em consideração a presença massiva de vírus em todos os reinos do mundo natural, sua origem - aparentemente tão antiga como a própria vida - sua importância na história natural de todos os outros organismos, etc. Conforme já mencionado, diferentes conceitos a respeito do que vem a ser vida formam o cerne dessa discussão. Definir vida tem sido sempre um grande problema, e já que qualquer definição provavelmente será evasiva ou arbitrária, dificultando assim uma definição exata a respeito dos vírus. Doenças humanas virais No homem, inúmeras doenças são causadas por esses seres acelulares. Praticamente todos os tecidos e órgãos humanos são afetados por alguma infecção viral. Abaixo você encontra as viroses mais frequentes na nossa espécie. Valorize principalmente os mecanismos de transmissão e de prevenção. Note que a febre amarela e dengue são duas viroses que envolvem a transmissão por insetos (mosquito da espécie Aedes aegypti). Para a primeira, existe vacina. Duas viroses relatadas abaixo, AIDS e condiloma acuminado, são doenças sexualmente trasmissíveis (DSTs). A tabela também relaciona viroses comuns na infância, rubélola, caxumba, sarampo, poliomelite - para as quais exiestem vacinas. Algumas das principais viroses que acometem os seres humanos: • Resfriado Comum; • Caxumba; • Raiva; • Rubéola; • Sarampo; • Hepatites; • Dengue; • Poliomielite; • Febre amarela; • Varicela ou Catapora; • Varíola; • Meningite viral; • Mononucleose Infecciosa; • Herpes • Condiloma • Hantavirose • AIDS. Prevenção e tratamento de doenças virais Devido ao uso da maquinaria das células do hospedeiro, os vírus tornam-se difíceis de matar. As mais eficientes soluções médicas para as doenças virais são, até agora, as vacinas para prevenir as infecções, e drogas que tratam os sintomas das infecções virais. Os pacientes frequentemente pedem antibióticos, que são inúteis contra os vírus, e seu abuso contra infecções virais é uma das causas de resistência antibiótica em bactérias. Diz-se, às vezes, que a ação prudente é começar com um tratamento de antibióticos enquanto espera-se pelos resultados dos exames para determinar se os sintomas dos pacientes são causados por uma infecção por vírus ou bactérias. Bacteriófagos Os bacteriófagos podem ser vírus de DNA ou de RNA que infectam somente organismos procariotos. São formados apenas pelo nucleocapsídeo, não existindo formas envelopadas. Os mais estudados são os que infectam a bactéria intestinal Escherichia coli, conhecida como fagos T. Estes são constituídos por uma cápsula protéica bastante complexa, que apresenta uma região denominada cabeça, com formato poligonal, envolvendo uma molécula de DNA, e uma região denominada cauda, com formato cilíndrico, contendo, em sua extremidade livre, fibras protéicas. A reprodução ou replicação dos bacteriófagos, assim como os demais vírus, ocorre somente no interior de uma célula hospedeira. Existem basicamente dois tipos de ciclos reprodutivos: o ciclo lítico e o ciclo lisogênico. Esses dois ciclos iniciam com o fago T aderindo à superfície da célula bacteriana através das fibras protéicas da cauda. Esta contrai-se, impelindo a parte central, tubular, para dentro da célula, à semelhança, de uma microsseringa. O DNA do vírus é, então, injetado fora da célula a cápsula protéica vazia. A partir desse momento, começa a diferenciação entre ciclo lítico e ciclo lisogênico. No ciclo lítico, o vírus invade a bactéria, onde as funções normais desta são interrompidas na presença de ácido nucléico do vírus (DNA ou RNA). Esse, ao mesmo tempo em que é replicado, comanda a síntese das proteínas que comporão o capsídeo. Os capsídeos organizam-se e envolvem as moléculas de ácido nucléico. São produzidos, então novos vírus. Ocorre a lise, ou seja, a célula infectada rompe-se e os novos bacteriófagos são liberados. Sintomas causados por um vírus que se reproduz através desta maneira, em um organismo multicelular aparecem imediatamente. Nesse ciclo, os vírus utilizam o equipamento bioquímico(Ribossomo)da célula para fabricar sua proteína (Capsídeo). No ciclo lisogênico, o vírus invade a bactéria ou a célula hospedeira, onde o DNA viral incorpora-se ao DNA da célula infectada. Isto é, o DNA viral torna-se parte do DNA da célula infectada. Uma vez infectada, a célula continua suas operações normais, como reprodução e ciclo celular. Durante o processo de divisão celular, o material genético da célula, juntamente com o material genético do vírus que foi incorporado, sofrem duplicação e em seguida são divididos equitativamente entre as células-filhas. Assim, uma vez infectada, uma célula começará a transmitir o vírus sempre que passar por mitose e todas as células estarão infectadas também. Sintomas causados por um vírus que se reproduz através desta maneira, em um organismo multicelular podem demorar a aparecer. Doenças causadas por vírus lisogênico tendem a ser incuráveis. Alguns exemplos incluem a AIDS e herpes. Sob determinadas condições, naturais e artificiais (tais como radiações ultravioleta, raios X ou certos agentes químicas), uma bactéria lisogênica pode transformar-se em não-lisogênica e iniciar o ciclo lítico. Exercícios seres vivos O que estuda a ecologia? Estuda a interação dos organismos com o seu ambiente físico e com outros organismos que vivem nele. Por que dizemos que os seres vivos são sempre consumidores primários nas cadeias alimentares? Por que os herbívoros só se alimentam de algas e plantas (produtores). Consumidores primários são aqueles que se alimentam de produtores, ou seja, nas cadeaias alimentares, são os consumidores que vem após os produtores, daí o nome primário. Baseado nos conceitos de habitat e nicho ecológico, responda: porque espécies que ocupam o mesmo habitat e o mesmo nicho tendem a entrar em competição? Porque eles disputarão no mesmo local, os mesmo recursos, como alimento. Justifique a importância ecológica dos produtores e dos decompositores nos ecossistemas. Os produtores constituem a base das cadeias alimentares. Os decompositores permitem a reciclagem da matéria na natureza. No parasitismo, não é vantajoso para o parasita que ocorra a morte do hospedeiro. Por que? Porque o parasita depende do hospedeiro, de quem retira seu alimento. João da Sila cria galinhas no seu quintal. As galinhas criadas por ele alimentam-se de sementes e pequenos animais, como gafanhotos. Estes insetos são herbívoros. Ontem, a refeição da família de João teve como prato principal galinha assada. A partir dessas informaçõa, represente graficamente, duas cadeias alimentares das quais João faça parte. Uma cadeia: plantas com sementes --> galinha --> João Outra cadeia: plantas --> gafanhoto --> galinha --> João

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