TAXONOMIA – Ramo da Biologia que se ocupa da classificação
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TAXONOMIA – Ramo da Biologia que se ocupa da classificação dos seres vivos e da nomenclatura dos grupos formados. SISTEMÁTICA – Biologia comparativa que utiliza todos os conhecimentos acerca dos seres vivos para compreender as suas relações de parentesco, a sua história evolutiva e desenvolver sistemas de classificação que reflectem essas relações. EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS DE CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS Classificações Biológicas Práticas Racionais Horizontais Artificiais Naturais Verticais Filogenética s 1. Classificações Práticas – são as mais primitivas, estão ligadas geralmente à satisfação de necessidades básicas. Ex.: animais perigosos e não perigosos, plantas comestíveis e não comestíveis,… 2. Classificações Racionais – (Aristóteles e Lineu) baseiam-se num pequeno número de características estruturais. Ex.: cor do sangue, tipo de ovos, estrutura do coração, tipo de respiração, reprodução, … constituindo um número restrito de grupos. Classificações Horizontais – são estáticas, não tiveram em consideração o factor tempo – Imutabilidade das Espécies. Classificações Artificiais – têm por base um número reduzido de caracteres, escolhidos arbitrariamente, reunindo no mesmo grupo indivíduos pouco relacionados filogeneticamente. Ex.: Agrupar animais pelo voo – Aves, Mamíferos e Insectos. 1 Classificações Naturais – (Período Pós-Lineano e Pré-Darwiniano) transmitem mais informação que as anteriores, os grupos formados reúnem organismos com maior grau de semelhança e sabe-se hoje que estão mais relacionados filogeneticamente. Classificações Verticais – (Período Pós-Darwinismo) têm em consideração o factor tempo – carácter dinâmico da transformação dos organismos. As semelhanças entre os seres vivos são interpretadas como consequência da existência de um ancestral comum a partir do qual os grupos divergiram, há mais ou menos tempo. O grau de semelhança reflecte o tempo em que se deu a divergência. Classificações Evolutivas ou Filogenéticas – agrupam-se os organismos de acordo com o grau de parentesco entre eles (árvore filogenética), baseando-se não apenas em critérios estruturais e fisiológicos, mas também na Citologia, Embriologia, Genética e Bioquímica. Actualmente em Taxonomia existem três escolas principais. 1. Classificações Fenéticas – baseadas num grande número de semelhanças ou diferenças fenotípicas entre os organismos, têm um significado mais quantitativo do que qualitativo. Os dados obtidos (maior ou menor número de características comuns) são tratados por computador – taxonomia numérica. Limitações: estas classificações são horizontais porque nem sempre as características fenotípicas correspondem a proximidade evolutiva. Ex.: estruturas análogas – evolução convergente. 2. Classificações Filéticas ou Cladísticas – dão ênfase à filogenia, de modo a reflectir a história evolutiva dos seres. - Características Primitivas/Ancestrais – partilhada por um grupo de organismos como resultado de terem descendido de um ancestral comum antigo, onde essa característica estava presente. - Características Derivadas – presentes nos indivíduos de uma linhagem e ausentes no ancestral dessa linhagem (separação de ramos). 2 As relações filogenéticas entre os seres vivos são expressas através de Cladogramas. Os cladogramas não pretendem descrever ancestrais, mas apenas evidenciar pontos a partir dos quais se formaram linhagens divergentes precedentes de um ancestral comum. 3. Taxonomia Evolutiva Clássica – Conciliam-se critérios fenéticos com cladísticos. Estabelecem-se árvores filogenéticas, com base em dados fornecidos pelo registo fóssil, semelhanças estruturais, dados bioquímicos e embriológicos, utilizando principalmente características ancestrais. “Qualquer sistema de classificação reflecte em cada época, o grau de conhecimentos científicos, não havendo, por isso, nenhuma classificação definitiva e perfeita”. HIERARQUIA TAXONÓMICA É a Lineu que se deve um dos primeiros sistemas de classificação com um grau de estruturação assinalável. Os sistemas apesar de terem evoluído e de se terem diversificado, mantêm parte da hierarquização proposta por Lineu. Os grupos hierarquicamente relacionados designam-se de categorias taxonómicas ou taxon (plural taxa). Espécie → Género → Família → Ordem → Classe → Filo → Reino + Específico - Específico Os taxonomistas usam prefixos para considerar categorias intermédias. Ex.: super, infra e sub. Ex.: Espécies semelhantes agrupam-se para constituir um género; géneros mais relacionados formam famílias e assim sucessivamente. Cada taxon está inserido no imediatamente acima e contém os taxa que estão abaixo. NOMENCLATURA – REGRAS BÁSICAS Nomenclatura – conjunto de regras utilizadas na designação dos taxa. 3 Nomenclatura Polinomial – (John Ray) cada espécie tinha um nome em latim que consistia numa longa sequência de termos correspondentes a uma descrição desses organismos. Ex.: Abelha – Apis, pubescens, pedibus,… Nomenclatura Binomial – (Lineu) cada espécie passou a ser designada por dois termos. Ex.: Lobo - Canis lupus. Género Epíteto ou restritivo específico REGRAS BÁSICAS UTILIZADAS EM NOMENCLATURA: A designação dos taxa é feita em língua latina; O nome da espécie tem sempre duas palavras o género e o epíteto específico, o epíteto específico associado a géneros diferentes designa espécies diferentes; A designação dos grupos superiores à espécie é uninomial, consta de uma única palavra com inicial maiúscula; O nome da família nos animais obtém-se acrescentando a terminação –idae nas plantas obtém-se acrescentando a terminação –aceae; Quando uma espécie tem subespécies utiliza-se uma nomenclatura trinomial e escreve-se o nome da espécie seguido de um terceiro termo epíteto subespecífico; Os nomes genéricos, específicos e subespecíficos são escritos a itálico; À frente da designação específica deve-se colocar, o nome ou abreviatura do taxonomista que atribuiu esse nome seguida de uma vírgula e da data de publicação. Ex.: Canis familiaris Lin, 1758. CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO: Critério Morfológico Simetria Corporal Comportamento Tipo de Nutrição Organização Estrutural Embriologia Carilogia Dados Bioquímicos 4 Critério de Classificação Presença/ausência de tecidos condutores - Padrão morfológico (*) - Tipo de simetria (bilateral/radiada/assimetria) - Presença/ausência de esqueleto Morfologia - Esqueleto interno/esqueleto externo - Natureza do esqueleto (quitinoso/calcário/ósseo/cartilagíneo) - Presença/ausência de metamerização ou segmentação - Tipo de segmentação - Quanto à fonte de energia – fototróficos/quimiotróficos - Quanto à fonte de carbono – autotróficos/heterotróficos - Consumo de matéria orgãnica pelos Heterotróficos Ingestão/Absorção Nutrição - tipo de pigmentos fotossintéticos - tipo de substãncias de reserva - Digestão intercorporal – digestão intracelular/extracelular - Digestão extracorporal (absorção) - estrutura celular (procariótica/eucariótica) - unicelulares/pluricelulares Organização - grau de diferenciação Unicelulares/colónias/filamentosas/pluricelulares Estrutural - Com cápsula/sem cápsula - Unicelulares/coloniais Comparação de cariótipos de diferentes espécies Cariologia Diferenças no padrão do comportamento dos indivíduos. Ex.: Comportamento parada nupcial, sons emitidos. - Tipo de segmentação do ovo - n.º de camadas germinativas (Diploblásticos/triploblásticos) Embriologia - existência/ausência de celoma (acelomados/pseudocelomados/celomados) - origem da boca no embrião (protostómios/deuterostómios) Comparação de biomoléculas, nomeadamente proteínas e Dados Bioquímicos ácidos nucleicos de vários seres vivos. Categorias e Grupos Taxonómicos em que se aplicam Plantas Animais Reinos Algas Animais Fungos Reinos Algas Bactérias Reinos Animais Animais Reinos (*) Nem todas as semelhanças morfológicas devem ser consideradas como tradutoras de um passado evolutivo com origem idêntica: - grande parte dos insectos e alguns anfíbios passam por metamorfoses, apresentando várias formas durante o seu desenvolvimento. - Existência de polimorfismos, por exemplo nas abelhas (no estado adulto existem várias formas fenotipicamente ditintas). - Fenómenos de convergência (ex.: eufórbias e cactos) e divergência evolutiva. 5 Nenhum dos critérios de classificação pode ser utilizado com carácter de exclusividade. CARACTERÍSTICAS CÉLULA PROCARIÓTICA Tamanho Parede Celular Diâmetro médio 0,5-5 μm Rígida, constituída Cerca de 40 μm de diâmetro por polissacarídeos com aminoácidos Não existe invólucro nuclear, nem Material Genético nucléolo. O material genético está em contacto com o citoplasma Organelos CÉLULA EUCARIÓTICA Presente nas plantas (formada por celulose) e nos fungos (formada por quitina). Possuem núcleo que contém um ou mais nucléolos. Ausência de organelos celulares. Muitos organelos membranares, Contêm muitos ribossomas com como mitocôndrias, retículo, 6 menores dimensões que os das complexo de Golgi. células eucarióticas Hialoplasma Estruturas Respiratórias e membrana plasmática Hialoplasma e mitocôndrias Sem cloroplastos. Tem lugar em Ocorre em cloroplastos com Fotossíntese alguns casos, em lamelas uma fotossintéticas Flagelos membranar complexa. Organelos locomotores simples não rodeados estrutura pela membrana plasmática, ligados á superfície da célula Organelos complexos, locomotores rodeados por membrana plasmática. HIPÓTESES SOBRE A ORIGEM DOS SERES EUCARIONTES 1- Hipótese Autogénica: A célula eucariótica teve origem em invaginações da membrana plasmática da célula procariótica e posterior especialização de porções da membrana plasmática. 2- Hipótese Endossimbiótica (Lynn Margulis) Através da associação entre diversas células procarióticas. Uma das células procarióticas (célula hospedeira) capturava outras células procarióticas (células hóspedes) para o seu interior estabelecendo-se relações simbióticas. Deste modo ocorreu a formação de organelos da célula eucariótica. 7 Argumentos que apoiam a Hipótese Endossimbiótica: a) Cloroplastos e mitocôndrias, organitos semi-autónomos, pois: - produzem as suas próprias membranas internas; - dividem-se independentemente da célula; - contém DNA em moléculas circulares não associadas a histonas e outras proteínas. b) Os ribossomas dos cloroplastos são mais semelhantes em tamanho e características bioquímicas aos ribossomas dos procariontes do que aos existentes nos eucariontes. c) Bactérias e alguns eucariontes formam alianças simbióticas em verdadeira endossimbiose. ORIGEM DA MULTICELULARIDADE Apenas os eucariontes apresentam uma verdadeira multicelularidade – associação de células em que há interdependência estrutural e funcional entre as células associadas. Associações de seres eucariontes da mesma espécie que estabelecem relações estruturais → agregados coloniais ou colónias. Gonium: - colónias de algas verdes que pertencem às Chlorophytas; - colónia muito simples constituída por 4, 8, 16 ou 32 células unidas por uma matriz gelatinosa. Volvox: - colónias de algas verdes pertencentes às chlorophytas; - colónia esférica, constituída por 500 a 50000 células biflageladas, unidas por filamentos citoplasmáticos e baínhas gelatinosas, constituem uma esfera oca; - a colónia possui movimentos coordenados em volta do seu eixo, devido aos flagelos das células da camada externa; - as células de maiores dimensões são as células reprodutoras; 8 - as células reprodutoras são as únicas a apresentarem uma certa diferenciação celular, por esta razão Volvox é considerada uma colónia e não um organismo multicelular. Factos que apoiam esta hipótese: - A existência de clorofila a e b e da mesma estrutura de reserva, o amido, nas Clorófitas e nas Plantas apoiam esta hipótese; - Pigmentos fotossintéticos encontrados nas Clorófitas e nas Plantas estão presentes numa bactéria do género Prochloron (colónia) Vantagens Evolutivas da Multicelularidade: Na evolução da multicelularidade foram surgindo diferentes tipos de células – tecidos – órgãos – sistemas de órgãos. - Maior diversidade de formas vivas – maior adaptação a diferentes ambientes; - Aparecimento de seres vivos de maiores dimensões (mantendo-se uma relação áreavolume ideal a nível celular para a manutenção das trocas do meio); - Utilização da energia de forma mais eficaz – diminuição da taxa metabólica; - Eficaz homeostasia (manutenção do meio interno em estado de equilíbrio dinâmico) REINOS E SUA EVOLUÇÃO 1 – Sistemas de Classificação em 2 Reinos: Animais e Plantas (Lineu, séc. XVIII) Reino Plantae: - seres vivos imóveis (sem locomoção) e sem ingestão; - seres unicelulares com cloroplastos (fotossíntese); - células com parede celular (bactérias e fungos) 9 Reino Animais: - seres não fotossintéticos (sem clorofila); - com locomoção, e obtém o alimento por ingestão; - células sem parede celular; - protozoários (seres unicelulares), metazoários (animais). Limitações: - Euglena – tem estruturas locomotoras, flagelos (Animais) e tem cloroplastos (Plantas); - Separação artificial de seres unicelulares; - Não é clara a posição das bactérias e dos fungos (diferem muito das plantas). 2- Sistema de Classificação em 3 Reinos: Animais, Plantas, Protista (Haeckel, 1866) Reino Protista: - bactérias (algas unicelulares, antes Reino Plantas), protozoários (antes Reino Animais) e os fungos passam a ser incluídos neste reino porque não realizam a fotossíntese e têm a parede celular de natureza química diferente das plantas). 3- Sistema de Classificação em 4 Reinos: Animais, Plantas, Protista, Monera (Copeland) Reino Monera: - organismos unicelulares mais simples, seres procariontes, sem núcleo individualizado. Reino Protista: - inclui os organismos unicelulares eucariontes, com núcleo individualizado. 10 4- Sistema de Classificação em 5 Reinos: Monera; Protista; Animalia, Plantae; Fungi (Whittaker, 1968) Whittaker baseou-se em três Critérios Fundamentais Organização Celular Tipo de Nutrição Interacções nos ecossistemas (Interacções Alimentares) Absorção, Procarióticos Monera fotossíntese e quimiossíntes Monera Produtores autotróficos Plantae e Eucarióticos Unicelulares Absorção, Protista ingestão, Protista fotossíntese Macroconsumidores heterotróficos, ingestão Animalia alguns Protistas Microconsumidores Eucarióticos Multicelulares Plantae Animalia heterotróficos (decompõem a Fotossíntese Plantae Fungi matéria orgânica – decompositores ou Monera Fungi saprófitas), absorção Absorção Fungi Ingestão Animalia Reino Fungi: Seres que apresentam características que impedem a inclusão em qualquer outro reino: - nenhum fungo é fotossintético; - absorvem os alimentos depois de digeridos fora do organismo; - parede celular nunca é celulósica. 11 5 – Classificação de Whittaker (versão modificada, 1979) Reino Monera Tipo de célula Organização celular Mobilidade Tipo de nutrição Procariótica sem autotróficos organelos móveis (por flagelos (fotossíntese ou unicelulares, solitá membranares. Parede ou por deslizamento) quimiossíntese) rios ou coloniais celular presente na ou imóveis heterotróficos maioria das células. (absorção) A maioria Interacção nos Ecossistemas Exemplo Produtores microconsumidores bactérias e cianobactérias autotróficos Protista Eucariótica. Núcleo, unicelulares, solitá (fotossíntese) produtores; móveis (por flagelos) rios alguns heterotróficos macroconsumidores (Protoctista mitocôndrias, algumas ou imóveis vezes cloroplastos coloniais; outros (absorção ou microconsumidores ) amibas, paramécias, algas ingestão) multicelulares Fungi Eucariótica. Núcleo, mitocôndrias, sem cloroplastos, parede celular com quitina multicelularidade presente em muitas formas, reduzida diferenciação imóveis ou fixos ao substrato heterotróficos (absorção) microconsumidores cogumelos, bolores, leveduras Plantae Eucariótica. Núcleo, mitocôndrias, cloroplastos. Parede celular celulósica. multicelulares, com progressiva diferenciação tecidular imóveis, fixos ao substrato autotróficos (fotossíntese, a maior parte) produtores musgos, fetos, plantas com flor Animalia Eucariótica. Núcleo, mitocôndrias, sem cloroplastos e sem parede celular. multicelulares, com progressiva diferenciação tecidular móveis heterotróficos (ingestão) esponjas, macroconsumidores moscas, homem ouriços do mar 41 CARACTERÍSTICAS GERAIS: - seres procariontes unicelulares; - autotróficos (fotossíntese, quimiossíntese) e heterotróficos (absorção); - produtores, microconsumidores; - vivem em todo o tipo de ambientes (ar, água, solo e Cocos dentro de outros organismos); - alguns aparecem em locais onde as temperaturas são extremas. Bacilos MORFOLOGIA E ESTRUTURA: - diâmetro 0,5-5 µm; - vários tipos morfológicos (cocos, bacilos, espirilos e Espirilos vibriões); - vivem isoladamente ou em colónias; - relativa simplicidade biológica o que as torna um excelente material para a investigação genética; Escherichia coli 43 Membrana plasmática Citoplasma Mesossoma Parede celular Cápsula Fímbria Ribossomas Enzimas relacionadas com a respiração, ligadas à face interna da membrana plasmática Nucleóide Plasmídeos Flagelo DNA associado ao mesossoma Componentes Características Função Protectora, funciona como defesa Cápsula Rica em glícidos e substâncias em relação a anticorpos, Bacteriana proteicas. T bacteriófagos e células fagocitárias. Polissacarídeos e polipeptídeos. De Parede celular acordo com a composição da Dá forma, suporte e protecção à parede as bactérias designam-se de célula Gram-positivas e Gram-negativas Flagelos Número variável Permitem a deslocação da maior parte das bactérias com movimento Pensa-se que se relaciona com a Pili ou Fímbrias Natureza proteica, muito mais fixação ao substrato, intercãmbio curtas e finas que os flagelos. de moléculas com o exterior, vias de penetração dos bacteriófagos. Membrana Pode formar invaginações (mesossoma) para o interior da célula em cuja Plasmática superfície se localizam enzimas relacionadas com a respiração 44 Citoplasma Contém enzimas e substâncias de reserva, sem organelos celulares. Material genético DNA circular (a região do DNA é designada de nuclóide) Ribossomas e Inclusões Ribossomas e grânulos de reserva livres no citoplasma CIANOBACTÉRIAS: - seres fotossintéticos, desenvolvem-se em meios muito variado; - vida livre, simbiose com plantas ou outros organismos, colónias (filamentosas, com uma cápsula mucilaginosa que envolve toda a colónia). Ex.: nas formas coloniais do género Nostoc observam-se células de maior tamanho – heterocistos, especializadas na fixação do azoto (N2 →NH3). TIPOS DE CIANOBACTÉRIAS 45 Diferenças entre cianobactérias e as restantes bactérias fotossintéticas: Cianobactérias Bactérias Fotossintéticas - lamelas internas (percursoras dos tilacóides); com enzimas e pigmentos fotossintéticos; - não possuem lamelas internas; - - pigmento fotossintético : presença de enzimas e pigmentos fotossintéticos em expansões da membrana - clorofila a (presente nas plantas) - ficobilinas – ficocianina (azul) e ficoeritrina (vermelho) plasmática; - pigmento fotossintético - bacterioclorofila METABOLISMO Procariontes Quanto à fonte de Carbono Autotróficos Utilizam CO2 ou CO Heterotróficos Utilizam compostos orgânicos Quanto à fonte de Energia Quimiautotróficos Utilizam a energia de compostos químicos Ex.: bactérias nitrificantes Fotoautotróficos Utilizam a energia da luz solar Ex.: cianobactérias Fotoeterotróficos Utilizam a energia da luz solar Ex.: algumas bactérias Quimioeterotróficos Utilizam a energia de compostos químicos Ex.: maioria das bactérias Grande parte das bactérias são quimioeterotróficas, habitando nos diferentes meios em: Saprofitismo degradação da matéria orgânica morta – digestão extracorporal (absorção) Simbiose – benefício mútuo, relação obrigatória (+,+) Mutualismo benefício mútuo, relação facultativa e temporária (+,+) Endoparasitismo Ectoparasitismo Comensalismo benefício para um, mas sem prejuizo para o outro (+,0) Parasitismo - benefício para um e prejuizo para o outro (+,-) 46 DESENVOLVIMENTO DAS BACTÉRIAS (Dependendo ou não do Oxigénio) Aeróbios obrigatórios – usam o oxigénio na respiração celular e não podem viver sem ele. Ex.: bactéria da difteria Aeróbios facultativos – usam o oxigénio quando está presente, mas na sua ausência realizam a fermentação. Ex.: Escherichi coli. Anaeróbios obrigatórios – não pode usar o oxigénio e na presença dele morrem. Ex.: Clostridium tetani. REPRODUÇÃO Reprodução Assexuada – Bipartição (multiplicam-se rapidamente, o grau de sensibilidade aos antibióticos é variável) Parede celular Duplicação do DNA Membrana plasmática Célula mãe Molécula de DNA Crescimento Formação da parede celular Separação das células Células filhas 47 IMPORTÂNCIA DOS PROCARIONTES Aspectos Benéficos: 1) Ciclo do Azoto (79% do volume da atmosfera, azoto - componente dos ácidos nucleicos e proteínas) 48 2) Ciclo do carbono As bactérias decompõem macromoléculas de compostos orgânicos, libertando CO 2 – fotossíntese das plantas. 3) Simbiose com seres vivos: Ex.: Vaca/bactérias, coelho (ceco e apêndice cecal)/bactérias, homem (flora intestinal)/ bactérias. 4) Importância Industrial: Ex.: fabrico de vinagre, iogurtes, queijo e bebidas alcoólicas Ex.: antibióticos Ex.: síntese de péptidos humanos (insulina, hormonas de crescimento) 49 Aspectos maléficos: a) Contaminação das águas b) Doenças (lepra, diarreia, pneumonia,…) CARACTERÍSTICAS GERAIS: Seres eucariontes (núcleo, mitocôndrias e por vezes cloroplastos); A maioria unicelular, outros multicelulares; Nutrição: autotroficos (fotossíntese), heterotróficos (absorção e ingestão); Produtores, macroconsumidores, microconsumidores; Vivem em quase todos os lugares onde há água (plâncton), ambientes terrestres húmidos, bem como em simbiose nos fluidos do corpo ou parasitando células dos hospedeiros. 1) Protozoários (protistas semelhantes a animais) - eucariontes unicelulares; - Nutrição: heterotróficos (ingestão); - Dimensões compreendidas entre 3 a 700 µm; - Vivem em ambientes húmidos; - Alguns são imóveis, outros deslocam-se por flagelos, cílios ou psudópodes. Filos: - Rhysopoda (Amiba) - Ciliophora (Paramécia) - Flagellata (Tripanossoma) - Sporozoa (Plasmoódio) PROTISTAS 2) Algas (Protistas semelhantes a plantas) Filos: - Chrorophyta (algas verdes – Espirogira) - Phaeophyta (algas castanhas – bodelha) - Rhodophyta (algas vermelhas – coralina) - Euglenophyta (euglena) - Crysophyta (diatomáceas) 3) Mixomicetos (Protistas semelhantes aos fungos) - constituídos por uma massa citoplasmática com muitos núcleosplasmódio, tem movimentos amebóides. - O plasmódio alimenta-se de bactérias, leveduras e plantas em decomposição por fagocitose. - Quando não há alimento ou o meio começa a secar formam esporângios idênticos aos fungos. 50 Ex.: Fisária Vacúolos digestivos Núcleo Vacúolo contráctil (Osmorregulação – mantém o equilíbrio hídrico da célula por acumulação ou expulsão do excesso de água). Endoplasma Membrana plasmática Ectoplasma Pseudópodes (movimento e envolvem as partículas alimentares). DIGESTÃO INTRACELULAR REPRODUÇÃO POR BIPARTIÇÃO 51 (Osmorregulação) (Local onde o alimento é ingerido) (Metabolismo celular) (responsável pela recombinação génica na reprodução sexuada – conjugação) (Os vacúolos digestivos lançam enzimas que intervém na digestão) Cílios (movimento – provocam correntes de água que conduzem o alimento para o sulco oral Exocitose (Os produtos resultantes da digestão são lançados no citoplasma, os restantes são expelidos por exocitose). REPRODUÇÃO: A paramécia possui dois tipos de reprodução: - reprodução sexuada por conjugação 52 - reprodução assexuada por bipartição/cissiparidade (a mais frequente). Trypanosoma gambiensi - deslocação por flagelos ( 1 ou mais flagelos), através de movimentos ondulatórios); - Nutrição: ingestão (capturando a presa), absorção (absorvendo nutrientes através da membrana); - Reprodução assexuada por bipartição; - Parasita, provoca a doença do sono (tem como hospedeiro intermediário a mosca tsétsé género Glossina) Trypanosoma gambiensi Desenvolve-se no interior do intestino da mosca Tsé-tsé – hospedeiro intermediário Pica o hospedeiro, injectando o Trypanosoma com a saliva Doença do Sono Preparação de sangue com Tripanossomas. 53 Plasmodium vivax - Desprovido de organelos locomotores; - Reprodução assexuada por esporulação (esporo que é protegido por um invólucro capaz de infectar o hospedeiro); - Parasita, provoca a malária ou paludismo (tem como hospedeiro intermediário a fêmea do mosquito Anopheles) Plasmodium vivax Hospedeiro intermediário – mosquito Anopheles Pica o indivíduo, o parasita alojase no fígado, o sangue é infectado e destrói os glóbulos vermelhos humanos. Preparação de sangue com plasmódios. Paludismo/ Malária (arrepios e temperaturas elevadas) 2) ALGAS - unicelulares (Clamydomonas), formas coloniais (Volvox), ou multicelulares (Spirogyra); - maioria aquática, também vivem em ambientes terrestres húmidos; a) Phylum Chlorophyta (algas verdes) - apresentam clorofila a e b e carotenóides; - substância de reserva é o amido; - parede rica em celulose; - existência de grana nos cloroplastos; - a alga Chlorella, contém a maioria das vitaminas é utilizada como fonte de alimento, bem como fonte de oxigénio em submarinos atómicos. 54 - seres multicelulares; - vivem quase todas em ambientes marinhos; - tamanhos e formas variadas; b) Phylum - apresentam clorofila a e c e carotenóides, mas encontram-se Phaeophyta mascaradas pela fucoxantina (pigmento castanho); (algas castanhas) - constituem a alimentação de muitos animais marinhos; - parede celular rica em celulose e algina; - a algina é utilizada na indústria de doces e sorvetes (regula o comportamento da água numa grande variedade de produtos); - substância de reserva a laminarina. - Vivem em águas marinhas (zonas profundas, retêm as radiações azuis que são as que entram mais profundamente na água), águas doces e algumas no solo; c) Phylum Rhodophyta (algas vermelhas) - apresentam clorofila a e d e carotenóides. Apresentam também ficobilinas (ficoeritrina – cor vermelha) - substância de reserva é o amido florídeo; - parede celular de celulose e materiais pépticos; - utilizadas na indústria das cápsulas gelatinosas e em material dentário, bem como em cosméticos e meios de cultura para o crescimento das células. - seres unicelulares; d) Phylum Euglenophyta (Euglena) - ausência de parede celular; - presentes nas águas dos tanques; - possuem um flagelo; - realizam a fotossíntese (cloroplastos) na presença de luz, na ausência de luz são heterotróficos (ingerindo partículas por fagocitose) - seres unicelulares; e) Phylum - são fotossintéticos (presentes no plâncton marinho e de água doce); Crysophyta - parede celular rica em sílica hidratada, formando carapaças ou (diatomáceas) frústulas - diatomitos (camadas sedimentares extensas de frústulas); - utilizadas como isoladores (filtrações) e em materiais de construção. 55 Clamydomonas Volvox Spyrogira Gigartina pisttilata Sargassum Bodelha Gracilaria verrucosa 56 Euglena REPRODUÇÃO NAS ALGAS - Primavera → aumento de temperatura → multiplicação vegetativa das algas (formam-se esporos móveis – zoósporos ocorrendo uma dispersão rápida). Condições favoráveis do meio. - Reprodução sexuada que envolve dois processos complementares a meiose (haploidia) e a fecundação (diploidia), a posição relativa destes dois processos tem importância nos ciclos de vida (alterações no organismo desde que nasce até à reprodução), nomeadamente no desenvolvimento relativo da haplofase e da diplofase. Há alternância de fases nucleares (entidades haplóides alternam com entidades diplóides. Condições desfavoráveis do meio. A- Meise pós-zigótica, a diplofase está reduzida ao zigoto. Organismo Haplonte. Ex.: Espirogira. B- Meiose pré-gamética – o zigoto por mitoses sucessivas dá origem a um organismo multicelular, constituído por células diplóides, no período de reprodução produz os gâmetas. As únicas células haplóides são os gâmetas. Organismo Diplonte. Ex.: Bodelha C- Meiose pré-espórica – o zigoto por mitoses sucessivas dá origem a uma entidade multicelular, constituído por células diplóides. Nesta entidade ocorre a meiose originando-se células haplóides – os esporos, os quais ao germinarem produzem células haplóides onde se vão produzir gâmetas. Organismo Haplodiplonte. Ex.: Ulva 57 Membrana plasmática Parede esquelética REPRODUÇÃO SEXUADA DA ESPIROGIRA - Proximidade de dois filamentos de Espirogira – crescem saliências que entram em contacto, por dissolução das membranas de separação – tubo de conjugação, pelo qual se desloca o conteúdo de uma célula para outra. - Gâmeta dador – conteúdo móvel que se movimenta; Gâmeta receptor – conteúdo celular que permanece imóvel. Gâmetas morfologicamente semelhantes, mas um é móvel e o outro não – isogamia morfológica e heterogamia ou anisogamia funcional. - Após a fecundação, cada zigoto fica rodeado por uma parede espessa, no estado de vida latente, até que voltem a ser favoráveis as condições do meio. O zigoto, divide-se por meiose, formando quatro núcleos, três degeneram, ficando a célula apenas com um novo filamento de espirogira. Espirogira Gâmeta dador n Zigoto 2n Espirogira Células Haplóides n Gâmeta receptor n Duplicação Cromossómica Meiose 58 Gâmeta dador (n) Gâmeta receptor (n) 42 Características fundamentais do ciclo de vida da Espirogira: - isogamia morfológia e heterogamia funcional; - meiose pós-zigótica; - organismo haplonte; - alternância de fases nucleares, sendo a fase haplóide unicelular e a fase diplóide multicelular. CARACTERÍSTICAS GERAIS : Seres eucariontes A maioria multicelular, alguns unicelulares (leveduras) Muitas vezes as suas células possuem uma parede celular constituída por quitina (polissacarídeo que se encontra na carapaça dos insectos) Não possuem pigmentos fotossintéticos, nem cloroplastos. ORGANIZAÇÃO ESTRUTURAL: Hifas Hifas Septadas Monocarióticas (um núcleo) Dicarióticas (dois núcleos) Hifas Asseptadas Cenocíticas (multinucleadas) Monocariótica 60 Os fungos multicelulares são constituídos por uma rede de filamentos ramificados – Hifas As hifas são formações tubulares iniciadas nos esporos, ramificando-se repetidamente, constituindo uma rede mais ou menos densa de filamentos – Micélio Micélio NUTRIÇÃO DOS FUNGOS: Todos os fungos são heterotróficos por absorção 3) Parasitas 1) Saprófitos 2) Simbiontes 1) Fungos Saprófitos Vivem sobre matéria orgânica, onde parte do micélio cresce por cima do alimento, originando estruturas reprodutoras; outra parte do micélio desenvolve-se no interior do substrato promovendo a sua decomposição. As hifas produzem enzimas hidrolíticas que actuam sobre a matéria orgânica – digestão extracorporal, decompondo-a em moléculas mais simples, prontas a seres absorvidas, através das hifas, passando para todo o Bolor do Pão organismo. São fundamentais para o equilíbrio dos ecossistemas, uma vez que decompõem a matéria orgânica (cadáveres, folhas mortas, fezes,…) reciclando os elementos químicos vitais como o C, N e P. Mas Fungo Venenoso Fungo Comestível 61 tornam-se prejudiciais quando atacam alimentos úteis ao Homem, como pão, queijo, frutos, papel, estruturas em madeira,…para além de alguns também serem altamente venenosos. Têm muita aplicação na Indústria – produção da cerveja, do vinho, no fabrico do pão,…(leveduras anaeróbias facultativas); queijos Roquefort e Camembert são produzidos por acção de fungos especializados; produção de antibióticos (Penicillium) Penicillium 2) Fungos Simbiontes Estabelecem relações com outros organismos, recebendo o fungo os nutrientes que necessita e tendo o organismo também alguma vantagem na associação. Esta associação permite-lhes colonizar habitats, que isoladamente não podiam colonizar, ou torna-os mais eficientes. 2.1 Líquenes – associação de algas verdes ou cianobactérias com hifas de um fungo. - fungo protege a alga da falta de água, fornece-lhe sais minerais e esta fornece ao fungo a matéria orgânica resultante da actividade fotossintética. Líquen Estrutura de um líquen 2.2 Micorrizos – associação entre fungos e raízes das plantas. - existem na maioria das árvores (90% das grandes árvores); - as hifas do fungo aumentam muito a superfície de absorção da raíz, pois formam em alguns casos um invólucro em torno dos pelos radiculares, noutros casos penetram nas células das raízes mais delicadas, ficando o resto do micélio no solo circundante; 62 - o fungo capta do solo materiais como fósforo, cobre, zinco, água e outros nutrientes, a planta fornece ao fungo compostos orgânicos (açúcares, aminoácidos); - revelam maior resistência do que outras plantas face a situações de secura, baixa temperatura, carência de alimento e chuvas ácidas; - Micorrizo – invólucro em torno dos pêlos radiculares os micorrizos têm sido encontrados em fósseis de plantas com raízes mais antigas – talvez tenham auxiliado as plantas vasculares na colonização dos solos inorgânicos iniciais. 2.3 Fungos Parasitas – causa mais importante de doenças nas plantas - míldio, oídio, morrão do milho e muitos outros fungos de frutos, afectam tecidos/órgãos ou a planta toda, causando muitos prejuízos na agricultura; - possuem células especializadas – os haustórios, que penetram nas células do hospedeiro de onde captam o alimento. - Oídio da videira Míldio (Sclerotinia sclerotiorum) Morrão do milho Outros fungos 63 Tinha interdigital (pé de atleta) Tinha do corpo REPRODUÇÃO DOS FUNGOS: 1. REPRODUÇÃO ASSEXUADA A) Fragmentação – divisão do micélio originando cada fragmento um novo fungo; B) Gemiparidade – após a divisão do núcleo por mitose forma-se uma pequena gema, onde se localiza um dos núcleos. Separam-se as duas células, uma pequena e a outra com a maior parte do citoplasma. C) Esporulação – formam-se esporos assexuados a partir de estruturas haplóides – esporângios ou hifas especializadas, que posteriormente são levados pelo vento, pela água ou pelos animais, germinando e dispersando geograficamente as várias espécies de fungos. Gemiparidade Penicillium Esporulação Exósporos Endósporos 64 Os esporos formados podem ser: - Endósporos – não utilizam a membrana do esporângio, cada esporo cria a sua própria membrana; - Exósporos – há aproveitamento da membrana da própria hifa. Os esporos formam-se por gemulação a partir da extremidade da própria hifa. À medida que os esporos formados se destacam outros vão sendo formados na base da hifa. 2. REPRODUÇÃO SEXUADA - ocorre normalmente quando as condições do meio se tornam pouco favoráveis; - é importante pois fornece recombinação génica nos fungos – maior diversidade de fungos; Neste tipo de reprodução ocorre: - conjugação entre duas hifas pertencentes a micélios geneticamente diferentes; - nas extremidades de cada hifa forma-se uma estrutura reprodutora especializada – gametângio; - por fusão dos gametângios forma-se um zigoto com vários núcleos diplóides, revestido por uma parede resistente – zigósporângio; - o zigósporângio sofre meiose originando estruturas haplóides – hifas produtoras de esporos; - os esporos germinam em condições propícias, dividem-se mitoticamente originando um micélio haplóide. 65 ORIGEM – os animais talvez evoluíram a partir de Protistas flagelados (protozoários) CARACTERÍSTICAS DOS ANIMAIS: - organismos eucariontes multicelulares; - heterotróficos por ingestão e realizam a digestão em órgãos especializados; - possuem diferenciação celular; - a maioria tem locomoção; - possuem um sistema nervoso que capta e coordenada informações do meio, respondendo rapidamente aos estímulos; - possuem reprodução sexuada (gâmeta feminino é imóvel e grande, o gâmeta masculino é móvel e pequeno). Vertebrados – 5% dos animais existentes (possuem esqueleto interno - crânio e coluna vertebral) Invertebrados – 95% (não possuem esqueleto interno) ALGUNS CRITÉRIOS PARA A CLASSIFICAÇÃO DOS ANIMAIS Sub-Reino Parazoa (do gr. pára = ao lado de + zõon = animal) – ex.: esponjas Sub-Reino Eumetazoa – outros filos Radiata – animais com simetria radiata Bilateria – restantes filos com simetria bilateral (ex: os equinodermes apresentam simetria pentarriada na forma definitiva, mas na forma larvar a simetria é bilateral) (ver pág. 244 do manual) Desenvolvimento Embrionário: o Embrião didérmico – constituído por dois folhetos embrionários (ectoderme e endoderme, a qual delimita uma cavidade correspondente ao intestino primitivo, que comunica com o exterior pelo blastóporo ou boca primitiva) → Animais Diploblásticos ou Diblásticos, constituídos apenas por duas camadas de células. 66 o Embrião Tridérmico – constituído por três folhetos embrionários (ectoderme, mesoderme e endoderme) → Animais Triploblásticos. Animais sem celoma – acelomados, ex.: Platelmintes Em alguns animais forma-se uma cavidade entre a mesoderme e a endoderme – pseudoceloma – animais pseudocelomados, ex.: Nemaltelmintes Na maioria dos animais constituiu-se uma cavidade no seio da mesoderme, totalmente delimitada por ela – celoma – animais celomados, ex.: Annelida Animais Protostómios (do gr. protõ = primeiro + stoma = boca) - a boca primitiva origina a boca definitiva, o ânus abre-se na extremidade oposta ao tubo digestivo. Ex.: moluscos, anelídeos e artrópodes. Animais Deuterostómios (do gr. deútero = segundo + stóma = boca) – a boca primitiva origina o ânus formando-se a boca na extremidade oposta 67 CARACTERÍSTICAS GERAIS: - animais muito simples (sem organização em verdadeiros tecidos, as células mostram uma certa independência); - exclusivamente aquáticos, a maioria marinhos (uma só família de água doce - Drulia); - vivem fixas isolados ou em colónias; - colorações variadas devido a associações com algas; - As esponjas mais simples apresentam simetria radiada enquanto que a maioria é assimétrica. ANATOMIA - A parede do corpo é perfurada por poros inalantes, constituídos por células designadas porócitos. - O corpo é constituído por duas camadas de células separadas por uma substância gelatinosa – a mesogleia, onde se deslocam células livres - os amebócitos. - A camada mais externa epiderme é constituída por células achatadas – os pinacócitos. - A camada interna é constituída pelos coanócitos. - A cavidade do corpo, sem função digestiva, é o espongiocélio ou átrio. - A abertura do espongiocélio designa-se ósculo. 68 CARACTERÍSTICAS DOS DIFERENTES TIPOS DE CÉLULAS Pinacócitos – células achatadas que revestem a parte externa das esponjas como uma espécie de epiderme. Porócitos – células dotadas de um poro central que as atravessa de lado a lado, é através delas que a água penetra no espongiocélio. Amebócitos – células livres, presentes na mesogleia. Originam todos os tipos de células das esponjas, sendo responsáveis pelo seu crescimento e regeneração. Coanócitos – células flageladas, dotadas de uma expansão membranosa em forma de colarinho, que revestem o espongiocélio. O movimento dos flagelos cria uma corrente trazendo partículas nutritivas e oxigénio. SUSTENTAÇÃO ESQUELÉTICA - Algumas esponjas possuem um esqueleto constituído por espículas que se formam na mesogleia. Essas espículas podem ser constituídas por carbonato de cálcio ou sílica. - Outras possuem o esqueleto constituído por uma rede de fibras fortes e flexíveis de espongina (proteína). - Há esponjas que possuem espículas e fibras de espongina. 69 TIPOS DE ESPONJAS QUANTO À ORGANIZAÇÃO: ASCON SYCON LEUCON NUTRIÇÃO - As esponjas obtêm o alimento filtrando a água que fica ao seu redor – animais filtradores. - O batimento contínuo dos flagelos dos coanócitos força a saída da água através do ósculo e, em consequência, faz com que a água ao redor seja sugada e penetre pelos porócitos. - Dissolvidas na água chegam ao espongiocélio partículas alimentares microscópicas e oxigénio. - As partículas alimentares são captadas por endocitose pelos coanócitos e digeridas nos vacúolos digestivos dos coanócitos. Os nutrientes difundem-se para a mesogleia, podendo os amebócitos transportá-las para as células da epiderme. - Os resíduos não digeridos são lançados no espongiocélio por exocitose e eliminados através do ósculo, juntamente com a água que sai. 70 RESPIRAÇÃO E EXCREÇÃO - Oxigénio difunde-se da água para as células - Produtos do catabolismo (dióxido de carbono e amoníaco) deslocam-se em sentido contrário. REPRODUÇÃO ASSEXUADA - Fragmentação; - Gemulação, originando colónias de grandes dimensões. REPRODUÇÃO SEXUADA - Os poríferos são hermafroditas. Tanto os óvulos como os espermatozóides formam- se a partir dos amebócitos. - Os espermatozóides são libertados no espongiocélio, saindo juntamente com a água, enquanto os óvulos ficam inseridos na mesogleia. - Se os espermatozóides levados pela água, entrarem nos poros de outra esponja, dá-se a fecundação formando-se o zigoto. - Após a fecundação o zigoto desenvolve-se e forma uma larva ciliada – anfiblástula – que sai pelo ósculo, fixa-se num substrato, cresce e origina um novo indivíduo. 71 FILOGENIA: - Os Porifera parecem ter tido uma origem evolutiva diferente da dos outros representantes do mesmo reino. Provavelmente, evoluíram a partir de protistas com coanócitos – Coanoflagelados, o que é apoiado pelo facto de só nestes dois grupos aparecer este tipo de células. Esponjas de banho – esqueleto constituído por uma rede de fibras fortes e flexíveis, formadas por uma substância proteica – espongina. Euspongia officinalis RESUMO: - Animais aquáticos, a maioria marinhos, de vida fixa no estado adulto; - Assimétricos ou com simetria radiada; - Corpo com poros, canais e câmaras onde circula a água; - Corpo constituído por: epiderme, camada de coanócitos a revestir a camada interna e mesogleia entre as duas camadas anteriores; - Apresentam esqueleto constituído por espículas siliciosas ou calcárias ou por fibras de espongina (ou pela associação de ambas); - Sem órgãos ou verdadeiros tecidos; - Digestão intracelular; - Excreção e entrada de oxigénio por difusão directa; - Reprodução sexuada e assexuada (fragmentação e gemulação). 72 Anémona do mar Corais Hidra Medusa CARACTERÍSTICAS GERAIS: •Todos são aquáticos, sendo a maioria marinhos (alguns vivem na água doce: hidra). •Animais sedentários (anémonas e corais) ou de vida livre (medusas). •Animais isolados ou coloniais. •A simetria é tipicamente radiada. •Dois tipos morfológicos: pólipos e medusas. •Apresentam cavidade gastrovascular que comunica com o exterior por uma única abertura que funciona como boca e ânus. •Sistema nervoso constituído por uma rede nervosa simples. •Não possuem sistema circulatório, respiratório (difusão directa) nem excretor (difusão directa). •Células típicas: cnidócitos. ORGANIZAÇÃO CORPORAL: •Os cnidários apresentam-se sob dois tipos básicos: pólipos e medusas. Pólipo Medusa 73 Pólipos – vivem fixos pela extremidade oposta à boca, rodeada por uma coroa de tentáculos; a mesogleia é pouco abundante. Medusas – têm a forma de campânula e são livres, flutuando nas águas ou deslocando-se por contracção da campânula. O grande desenvolvimento da mesogleia confere-lhe um aspecto gelatinoso. A boca abre-se na face côncava. Os Cnidários são animais Diploblásticos: •A ectoderme origina a epiderme, que reveste externamente o animal sendo especializada na protecção e defesa. •A endoderme origina a gastroderme, que reveste a cavidade digestiva, denominada cavidade gastrovascular. •Entre a ectoderme e a gastroderme situa-se a mesogleia, uma massa gelatinosa. A mesogleia dá suporte (sustentação) ao corpo do cnidário constituindo um esqueleto elástico e flexível. •A disposição do corpo em duas camadas tem aspectos adaptativos: a distância entre o ambiente e as células é reduzida, facilitando a entrada de oxigénio e de nutrientes por difusão, bem como a eliminação de dióxido de carbono. ANATOMIA: 74 TIPOS DE CÉLULAS DA EPIDERME: A epiderme é formada por cinco tipos básicos de células: epiteliomusculares, intersticiais, sensoriais, glandulares e cnidócitos. •Células epiteliomusculares – função contráctil e de protecção. •Células intersticiais – com características embrionárias. Podem diferenciar-se noutros tipos de células. •Células sensoriais – captam informações do meio externo. •Células nervosas – situadas na base da epiderme. •Células glandulares – segregam muco. •Cnidócitos – células típicas do filo Cnidária, especializadas na defesa e na captura de alimento. Possuem no interior uma estrutura denominada nematocisto, cápsula ovóide que se prolonga por um fio filamentoso que se enrola para o interior do nematocisto. No cnidócito há uma expansão – cnidocílio. Este, quando sofre um estímulo mecânico, faz disparar o nematocisto o qual lança um líquido urticante. 75 NUTRIÇÃO: - Os cnidócitos nos tentáculos permitem uma captação eficiente das presas que são introduzidas na cavidade gastrovascular; - Células secretoras – produzem enzimas digestivas que lançam na cavidade gastrovascular; - Células digestivas – digerem posteriormente os produtos da digestão extracelular, em vacúolos digestivos; - Os produtos da digestão são difundidos para todas as células do organismo, e os resíduos são lançados na cavidade gastrovascular; RESPIRAÇÃO E EXCREÇÃO: - o oxigénio entra por difusão directa; - a água e os produtos de excreção (dióxido de carbono e amoníaco) são eliminados por difusão directa. REPRODUÇÃO ASSEXUADA: - Gemulação, formando-se pequenas gemas que dão lugar a novos organismos, por vezes os novos organismos permanecem ligados ao progenitor constituíndo colónias; - Em muitas colónias há polimorfismo entre os indivíduos, sendo uns especializados na captação e digestão do alimento, outros na reprodução e outros na defesa. REPRODUÇÃO SEXUADA: - há espécies hermafroditas e outras gonocóricas; - os espermatozóides são libertados para a água para fecundar os óvulos. 76 RESUMO: •Animais aquáticos, geralmente marinhos. •Ocorrem em dois tipos morfológicos: pólipos e medusas. •As formas adultas apresentam simetria radiada. •São animais diploblásticos, com duas camadas celulares, epiderme e gastroderme, separadas pela mesogleia. •Possuem cavidade gastrovascular que comunica com o exterior por uma única abertura a qual desempenha a função de boca e ânus. •Digestão intracelular e extracelular. •Possuem células características – cnidócitos. •Rede nervosa simples. •Sem sistema respiratório, circulatório e excretor. •Reprodução assexuada e sexuada. •Acelomados. 77 CARACTERÍSTICAS GERAIS: - vermes achatados dorso-ventralmente (do grego “Platys = achatado” + “ Helminthes = vermes”), com a boca na face ventral; - aquáticos de vida livre (planária), outros parasitas (fascíola hepática e ténia) com adaptações específicas; - simetria bilateral; - triploblásticos (ectoderme, mesoderme e endoderme), por diferenciação estes folhetos originam os diferentes tecidos e órgãos do animal definitivo e acelomados; - protostómios; - sem segmentação; - não possuem sistema respiratório, nem circulatório; - sistema digestivo incompleto – digestão extracelular e intracelular; - reprodução assexuada (bipartição ou fragmentação) ou sexuada, sendo hermafroditas ou gonocóricas. LOCOMOÇÃO: - é mais eficaz no caso dos indivíduos apresentarem o corpo alongado, com a cabeça na parte anterior, uma zona posterior, e a face dorsal e ventral; SISTEMA NERVOSO: - muito rudimentar, na região da cabeça situam-se os gânglios 78 cerebrais, dos quais partem dois cordões nervosos; - existem órgãos dos sentidos muito rudimentares, ex.: ocelos que percepcionam a luz. CAPTAÇÃO E DIGESTÃO DOS ALIMENTOS: - sistema digestivo incompleto, pois a boca funciona como boca e como ânus (sendo expelidos os resíduos alimentares através da boca) - na face ventral situa-se a boca, faringe musculosa (que se pode projectar para o exterior para captar a presa), intestino (com um ramo anterior e dois posteriores), o conjunto dos ramos constitui a cavidade gastrovascular muito ramificada; - Digestão extracelular na cavidade gastrovascular e intracelular nas células da parede dessa cavidade. RESPIRAÇÃO E EXCREÇÃO: - Trocas de gases por difusão directa com o meio; - Produtos de excreção eliminados por células especializadas - células –flama 79 PLATELMINTES PARASITAS - Os parasitas não têm boca nem Fascíola hepática cavidade digestiva; - Têm ciclos de vida de desenvolvimento complexos, necessitando, em regra de dois hospedeiros de espécies diferentes para o completar; - Hospedeiro definitivo – aquele onde o parasita vive no estado adulto; - Hospedeiro intermediário – onde o parasita vive no estado larvar. TÉNIA: - absorvem os nutrientes digeridos através do tegumento; - o escólex fixa as ténias a parede intestinal; - a partir da região do colo, uma zona a seguir ao escólex, seguem-se segmentos Ténia designados de proglótides, cada proglótide apresenta testículos e ovários e pode produzir 100000 ovos. Proglótide Escólex CICLO DE VIDA DA Taenia solium (bicha-solitária): - as proglótides da extremidade oposta ao escólex cheias de ovos, desprendem-se e são expulsas com as fezes; - cada ovo tem o embrião, ao serem ingeridos pelo hospedeiro intermediário (porco ou vaca), as larvas libertam-se no tubo digestivo, atravessam a parede do intestino e inquistam-se no musculo – cisticercos; - o Homem ao comer carne de porco mal cozinhada ou crua, ingere os cisticercos; 80 - no tubo digestivo humano os sucos destroem o invólucro do cisticerco, libertando-se a larva, que se fixa na parede do intestino, prosseguindo o seu desenvolvimento até ao estado adulto. Cisticerco Cisticerco Ovos 81 Lombriga Filária Oxiúros CARACTERÍSTICAS GERAIS: - vermes de corpo cilíndrico com poucos milímetros até mais de um metro; - aquáticos (água doce ou salgada) e no solo, mas a maioria são parasitas quer de plantas, quer de animais; - possuem uma cutícula espessa de quitina a revestir o corpo, segregada pela epiderme, que os protege da dessecação; - sem segmentação; - simetria bilateral; - triploblásticos, pseudocelomados (esta cavidade está cheia de um líquido importante na distribuição das substâncias no interior do corpo); - protostómios; - possuem sistemas de órgãos; - não possuem sistema respiratório (difusão directa dos gases), nem circulatório; - sistema digestivo completo – digestão extracelular; - sistema nervoso simples (anel nervoso à volta do esófago que se liga a nervos anteriores e posteriores); - reprodução sexuada, com os dois sexos separados, há dimorfismo sexual (fêmeas geralmente maiores do que os machos). 82 NEMATODES PARASITAS: PARASITA Lombriga (Ascaris) Oxiúros (Oxiurus) ENTRADA NO ORGANISMO Os ovos são expulsos com as fezes, no solo quente e húmido transformam-se em Intestino larvas, as quais delgado atravessam a pele, penetram a corrente sanguínea e atingem o intestino delgado De noite os oxiúros deslocam-se até á região anal, para a postura dos ovos, causando prurido Intestino à volta do recto. grosso LOCAL SINTOMAS Anemia, má nutrição, palidez, perda de peso, em crianças retarda o desenvolvimento físico e mental Prurido, dor abdominal, diarreia. Ao se coçar a área, os ovos podem passar para as mãos, sendo transmitidos aos alimentos, objectos. DIAGNÓSTICO/ TRATAMENTO Exame às fezes; Alimentação rica em proteínas Medicamentos para eliminar os vermes Exames às fezes Medicamentos para destruir os vermes Muita limpeza para se evitar a reinfestação. 83 ENTRADA NO ORGANISMO Ingestão de carne de porco infestada, crua ou mal cozinhada. As larvas penetram na corrente sanguínea Triquinas espalham-se por todos (Trichinella) os tecidos. Na maior parte dos tecidos Músculos causam uma inflamação e são destruídas pelas defesas do organismo. No entanto podem enquistar-se nas fibras musculares, sobrevivendo durante anos. Larvas transmitidas pela Filária mordedura de mosquitos (Wuchereria) do género Culex que vivem em climas Sistema tropicais. linfático Os vermes adultos têm 5 cm de comprimento e vivem no sistema linfático dos tecidos. PARASITA LOCAL DIAGNÓSTICO/ TRATAMENTO Deslocação das Repouso larvas pelo Regime alimentar organismo (2 muito nutritivo semanas): Febre, náuseas, vómitos, diarreia, dores abdominais. SINTOMAS Quando as larvas se enquistam nos músculos vão desaparecendo os sintomas. Inflamação, Controlo sanitário inchaço e Medicamentos endurecimento dos para eliminar os tecidos. parasitas do organismo A região afectada pode ser tratada por meio de intervenções cirúrgicas. CELOMAS E PROTOSTÓMIOS - A boca definitiva forma-se a partir da boca primitiva embrionária; abrindo-se o ânus numa zona diametralmente oposta ao tubo digestivo; - Tubo digestivo completo; - Sistemas circulatório, nervosos e excretor bem desenvolvidos; Vantagens da presença de Celoma: - o celoma determina uma separação nítida entre os músculos do tubo digestivo e os músculos da parede do corpo, sendo os movimentos do tubo digestivo independentes de outros movimentos; 84 - o fluido que preenche o celoma é importante no transporte de materiais, tais como nutrientes, oxigénio e excreções, as células banhadas por este líquido estabelecem trocas com o mesmo; - o celoma constitui um espaço onde se desenvolvem e funcionam muitos órgãos. Ex.: coração e vasos sanguíneos, os quais se podem dilatar sem seresm comprimidos pelos restantes órgãos. Caracol Lula Amêijoa Polvo CARACTERÍSTICAS GERAIS: - Seres aquáticos (marinhos ou de água doce) e terrestres (caracol e lesma); - Possuem corpo mole, com ou sem concha (de origem calcária) – exosesqueleto; - Corpo dividido em 3 regiões distintas: cabeça, massa visceral e pé; - Possuem celoma reduzido; - São protostómios; - Possuem simetria bilateral, embora alguns sejam assimétricos, a simetria é alterada devido a fenómenos de torção durante o desenvolvimento embrionário; - Possuem tubo digestivo completo, geralmente possuindo rádula; - Possuem sistema circulatório com coração. Na maioria dos moluscos o sistema circulatório é aberto; 85 CONSTITUIÇÃO BÁSICA DE UM MOLUSCO: O corpo dos moluscos é constituído por: - Cabeça - nalguns moluscos, não está nitidamente separada do pé e noutros desaparece totalmente. Aloja os gânglios nervosos, os órgãos dos sentidos (olhos) e inclui a abertura bucal. - Massa visceral - contém os órgãos internos (digestivos, reprodutores e excretores) - Pé - órgão musculoso que pode desempenhar várias funções, tais como a locomoção, captura de alimentos e fixação. Pode apresentar várias formas; - Manto - prega cutânea de tecido dorsal, rica em glândulas que segregam a concha, rodeia o corpo e em certas regiões, destaca-se dele recobrindo a cavidade paleal, onde se situam as brânquias nos moluscos aquáticos ou funciona como pulmões nos moluscos terrestres; - Tubo digestivo completo – boca, esófago, intestino e ânus, possuem glândulas anexas; - Alguns moluscos possuem rádula (placa raspadora), constituída por uma membrana onde se dispõem dentes fino dirigidos para trás, funcionando como lima; - Sistema circulatório - com coração na posição dorsal, a maioria dos moluscos tem sistema circulatório aberto, parte do trajecto do sangue é feito fora dos vasos sanguíneos (lacunas); - Reprodução sexuada - geralmente os sexos são separados, existindo algumas espécies hermafroditas. Nos moluscos aquáticos a fecundação é externa. 86 - Gastrópodes (do grego: gastér = ventre + podós = pé) - Habitat: aquático (água doce e salgada) ou terrestre - Gastrópodes aquáticos – possuem brânquias na cavidade paleal (trocas gasosas), o manto é muito vascularizado na zona que recobre a cavidade funcionando o conjunto paleal, como um “pulmão”, as trocas dão-se entre o “pulmão” e o ar que preenche a cavidade paleal; - Concha univalve (apenas uma valva) enrolada em hélice (ex. caracol), achatada (ex.: lapa) ou sem concha (ex. lesma) - O pé é desenvolvido e em forma de palmilha ventral, permitindo a reptação; - Todos os gastrópodes possuem rádula, que dilacera os alimentos; - Durante o desenvolvimento embrionário o ânus e a cavidade do manto, inicialmente com posição posterior, sofreram uma rotação de 180º (torção do tubo digestivo que descreve um U), passando para a região anterior e situando-se o ânus por cima da cabeça. 87 - Bivalves ou pelecípodes (do grego bis = duas + valva = batente de porta) - Habitat: aquáticos (vivem no mar e água doce, enterrados ou fixos em objectos submersos, ex.: ostras e mexilhões) - Concha formada por duas valvas articuladas na zona dorsal (zona da charneira) e são fechadas pela acção de músculos fortes ligados à concha, ficando o animal protegido dentro dela; - O manto reveste internamente a concha, delimita a cavidade paleal que comunica com o exterior por dois sifões (um para a entrada de água e outro para a saída de água), filtram a água para obter os microrganismos de que se alimentam; - Cabeça não diferenciada - Pé em forma de machado (usado para escavar) - Sem rádula - Dois pares de brânquias em forma de lamela (lamelibrânquios) situadas na cavidade do manto; - Sexos separados - fecundação geralmente externa, passando por metamorfoses ao longo do desenvolvimento. 88 - Cefalópodes (do grego Kephalé = cabeça + podos = pé), o pé rodeia a boca, formando 8 a 10 tentáculos providos de ventosas; - Habitat: vivem exclusivamente no mar; - A cabeça é distinta, possuem olhos complexos semelhantes aos dos vertebrados; - Sistema nervoso desenvolvido, os cefalópodes são os invertebrados com maior capacidade de aprendizagem e memorização; - Concha rudimentar interna (ex. lulas) ou sem concha (ex. polvo); algumas espécies têm concha externa espiralada (ex. Nautilus existe no oceano Pacífico), nestes animais a concha é formada por câmaras contíguas, construindo cada ano um compartimento, o animal aloja-se no último compartimento, que é o maior; - A maioria é carnívora, capturando crustáceos, peixes e outros moluscos com os tentáculos e dilacerando-os com duas mandíbulas córneas em forma de papagaio, possuem rádula; - O manto delimita uma cavidade onde se situam as brânquias; 89 - Sistema circulatório fechado, toda a circulação ocorre no interior de vasos (artérias, capilares e veias); - Deslocam-se com grande velocidade por retropulsão e mudam facilmente de cor (mimetismo) e podem produzir num órgão específico – bolsa do ferrado, um líquido negro semelhante a tinta pedra, que lançam para a água, turvando-a para escaparem aos predadores que ficam confusos e desorientados. - Sexos separados. Nota: As amonites constituíram os invertebrados predadores dominantes nos oceanos durante milhões de anos, tendo-se extinguido no final do Cretácico. Minhoca Nereide Sanguessuga CARACTERÍSTICAS GERAIS: - Triploblásticos celomados; - Simetria bilateral; - Protostómios; - Seres aquáticos (marinhos ou de água doce) e terrestres; - Possuem o corpo dividido em numerosos segmentos ou anéis idênticos – segmentação, a segmentação não é apenas externa mas também interna, atingindo a mesoderme e o celoma – metamerização, estando os metâmeros separados uns dos outros por mesoderme; - Possuem numerosos filamentos quitinosos - sedas na superfície externa (na minhoca 4 pares por segmento na face ventral), permitindo uma fixação às asperezas do solo durante a locomoção; 90 - Os anelídeos terrestres têm uma cutícula externa, fina e transparente segregada pelas células da epiderme, que os protege da dessecação, a cutícula reveste um epitélio contendo células glandulares segregam um muco que mantém a superfície humedecida; - Possuem tubo digestivo completo (boca – esófago – papo – moela – intestino – ânus); - Sistema circulatório fechado, com um vaso dorsal e outro ventral unidos por vasos transversais; - As trocas gasosas dão-se ao nível da pele, que é muito vascularizada – hematose cutânea; - Sistema constituído excretor pelos metanefrídios (um par por segmento à excepção dos três primeiros e do último); - Reprodução sexuada (hermafroditismo insuficiente da minhoca ou com sexos separados - nereides); - Possuem sistema nervoso bastante diferenciado – um par de gânglios cerebrais e uma cadeia ganglionar ventral; - Filogenia: talvez os anelídeos tivessem evoluído a partir dos platelmintes. - Nereides: Possuem parápodes – expansões membranosas do tegumento com função locomotora; - Sanguessugas: parasitam vertebrados aspirando o sangue que não coagula\1. 91 Insectos Aranhas Crustáceos CARACTERÍSTICAS GERAIS: - Habitat: terrestre e aquático (água doce e salgada); - O corpo dos artrópodes, de simetria bilateral, apresenta segmentação heterónoma, isto é, os segmentos apresentam em regra, variações estruturais - Apêndices articulados (do gr. Árthron = articulação + podós = pé) importantes na locomoção, captação do alimento, receptores sensoriais, defesa e copulação; - Esqueleto externo ou exoesqueleto, segregado pela epiderme e constituído por quitina, proteína, lípidos e impregnações de cálcio, com funções de suporte, protecção, sustentação dos músculos que movem os apêndices e dificulta a desidratação; - Corpo segmentado, podendo dar-se a fusão de alguns segmentos no estado embrionário; 92 CLASSE ARACHNIDA CLASSE CRUSTACEA CLASSE DIPLOPODA CLASSE CHILOPODA 93 CLASSE INSECTA 94 Estrela-do-mar Ouriço-do-mar Ofiurídeo CARACTERÍSTICAS GERAIS: - triploblásticos; - celomados (com celoma muito desenvolvido); - deuterostómios; - habitat aquático marinho; - Simetria pentarradiada no estado adulto e bilateral no estado larvar; - Evolução dos equinodermes: - calcificação de um esqueleto interno formado por placas calcárias recobertas de epiderme (protecção contra os predadores), - aparecimento de um sistema de órgãos (sistema ambulacrário/sistema vascular hídrico), o origem: cavidade celomática; o constituição: tem uma rede de canais e de ampolas por onde circula a água, a qual entra por uma placa designada muito perfurada, de placa madrepórica. Esta dá acesso a um canal – canal pétreo/canal hidróforo que comunica com o anel ambulacrário que rodeia o esófago. Desse anel partem cinco canais radiais, estendendo-se cada um ao longo de uma zona ambulacrária. Aos canais radiais ligam-se pequenos tubos externos – pés ambulacrários, que terminam numa pequena ventosa. No extremo interno 95 de cada pé existe uma ampola ambulacrária musculosa, cuja contracção injecta água no pé, fazendo-o distender, o que permite a sua fixação, a situação contrária torna o pé flácido. O funcionamento combinado de todos os pés permite ao animal: subir superfícies verticais, fixar-se sobre as rochas, abrir conchas de moluscos,… o - funções: captação do alimento, locomoção e por vezes trocas gasosas; Na carapaça distinguem-se cinco zonas com pequenos orifícios de onde saem os pés ambulacrários, estas zonas alternam com cinco zonas interambulacrárias, onde não existem pés ambulacrários; - Endoesqueleto ou esqueleto interno com origem na mesoderme e recoberto pela epiderme, constituído por placas calcárias, com as quais se articulam espinhos; - Têm estruturas em forma de pinça com funções na captação do alimento e na limpeza da carapaça – os pedicelários; - Sistema nervoso constituído por um anel nervoso em torno da boca, da qual partem cinco nervos radiais, que se ramificam e atingem todo o corpo, possuem poucos órgãos dos sentidos especializados; - Tubo digestivo completo – os ouriços alimentam-se de pequenos animais e algas. A boca é constituída por cinco dentes, fazendo cada um parte de um mandíbula interna, as cinco mandíbulas designam-se de lanterna de Aristóteles. As estrelas-do-mar têm o estômago muito desenvolvido podendo projectar-se para o exterior, a digestão é essencialmente extracelular; - Sistema circulatório muito reduzido; - Sistema respiratório constituído por brânquias; - Não têm órgãos excretores; 96 - Reprodução - Sexos separados, passam por metamorfoses. CARACTERÍSTICAS GERAIS: - Simetria bilateral; - triploblásticos; - tubo digestivo completo - metamerização, embora não evidenciada externamente; - cefalização acentuada; - notocórdio/corda dorsal, (pelo menos durante o desenvolvimento embrionário), a qual tem uma posição dorsal, é firme, flexível, com funções de suporte, onde se fixam os músculos; - tubo nervoso com posição dorsal em relação ao tubo digestivo, na região anterior o tubo nervoso dilata-se originando o encéfalo, dividido em cavidades; - fossetas branquiais ao nível da faringe (pelo menos durante uma fase do desenvolvimento embrionário): - peixes: fossetas branquiais abrem-se formando fendas branquiais (cavidade faríngea ↔ exterior) - vertebrados terrestres: fossetas branquiais permanecem fechadas, acabando por desaparecer; ou transformar-se no canal auditivo externo; - cauda com posição posterior em relação ao ânus (em alguns vertebrados é um órgão vestigial); - coração com posição ventral CARACTERISTICAS GERAIS: Ascídias: - Cordados invertebrados com maior sucesso, também designados de tunicados por possuírem uma túnica envolvente constituída por uma substância quimicamente idêntica à celulose; 97 - Urocordados (do gr. ourá=cauda + khordé=corda) têm corda dorsal na região da cauda; - são animais marinhos, na forma adulta vivem fixos; - as larvas (semelhantes a girinos de rã) não se alimentam, nadam durante bastantes horas até se fixarem ao substrato por uma papila adesiva, sofrem metamorfoses regressivas, sendo o animal adulto mais simples que a forma larvar, uma vez que a cauda regride e alguns órgãos desaparecem/atrofiam; - corda dorsal completamente reabsorvida e o tubo nervoso está reduzido a um gânglio na zona dorsal da faringe, a qual é uma cavidade ampla e ciliada, perfurada por fendas branquiais, onde ocorrem as trocas gasosas; - possuem dois sifões característicos (um para a entrada da água que passa à faringe, atravessando as fendas branquiais e outro para a saída da água com as fezes, gâmetas,…); - sistema circulatório constituído por um coração e dois vasos um de cada lado do coração, os quais se ligam a uma rede difusa de pequenos vasos e espaços; - Reprodução assexuada por gemiparidade, formando por vezes colónias, geralmente são hermafroditas e a fecundação ocorre na água. 98 CARACTERÍSTICAS GERAIS: Anfioxo: - animal pequeno (5-10 cm), comprido lateralmente, translúcido; - vive nos fundos arenosos das águas costeiras de todo o Mundo, pode nadar livremente ou enterrar-se na areia com a cabeça de fora; - a corda dorsal estende-se desde a extremidade da cabeça até à extremidade da cauda, o tubo nervoso acompanha dorsalmente o notocórdio e possuem muitos pares de fendas branquiais na faringe alongada; - metamerização visível nos músculos, devido à sua transparência; - embora parecidos com os peixes, não têm barbatanas, nem maxilas e o encéfalo não é bem definido; - trajecto da água: entra pela boca, rodeada de estruturas sensoriais, designadas de cirros → faringe → fendas branquiais → cavidade que envolve a faringe → exterior; - sistema circulatório fechado, mas sem coração diferenciado, circulando o sangue devido à aorta ventral; - sexos separados e fecundação externa. 99 CARACTERÍSTICAS GERAIS: - A coluna vertebral desenvolve-se a partir da bainha da corda dorsal e é constituída por uma série ordenada de vértebras; - na cabeça (região anterior) existe o crânio que protege o encéfalo, o qual possui zonas especializadas, e na cabeça há estruturas sensoriais (olhos, ouvidos, estruturas olfactivas,…) – cefalização pronunciada. - O crânio e a coluna vertebral constituem o esqueleto dos vertebrados. O endoesqueleto tem funções de suporte e por vezes de protecção e é formado por um tecido vivo que acompanha o crescimento do animal (contrariamente aos invertebrados); - Sistema circulatório fechado - coração com posição ventral e com 2, 3 ou 4 cavidades, e uma rede contínua de vasos sanguíneos (artérias, capilares e veias); - Oxigenação do sangue - pode ocorrer em diferentes superfícies respiratórias: pele, brânquias ou pulmões. As hemácias contêm hemoglobina; - Tubo digestivo completo, com órgãos anexos (pâncreas, fígado bem desenvolvidos), as vísceras ocupam o celoma que está bem desenvolvido; - Sexos geralmente separados, fecundação interna ou externa, desenvolvimento directo ou metamorfoses, conforme as espécies. Superclasse Pisces (Peixes) Superclasse Tetrapoda (Tetrápodes) - aquáticos - geralmente anfíbios ou terrestres - corpo geralmente em escamas - pele nua ou com diferentes tipos de revestimento - presença de barbatanas, pelo menos ímpares (pêlos, penas ou escamas) - brânquias muito vascularizadas - 2 pares de membros - coração 2 cavidades (aurícula e ventrículo) - hematose pulmonar - coração com 3 ou 4 cavidades Agnatha ou Chondrichthyes Osteichthyes Amphibia Reptilia Ciclostomata (Peixes (Peixes Cartilagíneos) Ósseos) Aves Mammalia (Anfíbios) (Répteis) 100 CLASSE AGNATHA (CICLÓSTOMOS) Lampreia: - vivem em ambientes marinhos ou de água doce, sendo umas predadoras e outras parasitas de vertebrados (peixes); - todas as lampreias sobem os rios para a desova (os machos morrem pouco depois da postura); - as larvas permanecem 3 a 7 anos em zonas arenosas e calmas dos rios, na fase adulta se são marinhas migram para o mar, se são de água doce permanecem nos rios; - corpo cilíndrico, pele fina, com glândulas produtoras de muco; - esqueleto cartilagíneo, corda dorsal persistente; - não têm maxilas, - ausência de escamas; - barbatanas ímpares (barbatanas caudal e dorsal com raios cartilagíneos); - possuem 5 a 7 pares de sacos branquiais; - sistema digestivo sem estômago; - na região bucal apresentam um disco em forma de ventosa com dentes córneos; - sexos separados e fecundação externa CLASSE CONDRICHTHYES (PEIXES CARTILAGÍNEOS) Tubarões, Raias - Endosqueleto inteiramente cartilagíneo; - maxilas (2) com dentes pontiagudos; - escamas do tipo placóide (pontiagudas com composição idêntica à dos dentes); - barbatanas pares (1 par de barbatanas peitorais e outro de barbatanas pélvicas) e ímpares (dorsal, caudal e em alguns anal). 101 A barbatana caudal tem 2 lobos assimétricos – heterocérquica; - possuem cinco pares de brânquias com fendas branquiais externas independentes; - boca em posição ventral; - sexos separados e fecundação interna. O desenvolvimento embrionário pode ocorrer dentro ou fora do corpo. - tipos de reprodução: - Ovíparos – os ovos são postos pela fêmea e o desenvolvimento embrionária ocorre fora do corpo da fêmea; - Ovovíparos – o desenvolvimento ocorre dentro do útero da fêmea, mas utilizando as reservas do ovo; - Vivíparos – o desenvolvimento embrionário dá-se dentro do útero, mas o embrião recebe os nutrientes do sangue materno. CLASSE OSTEICHTHYES (PEIXES ÓSSEOS) Sardinha, Pescada: - Endosqueleto predominantemente ósseo, corda dorsal pode persistir parcialmente; - maxilas (2) com muitos dentes pontiagudos; - escamas finas e flexíveis, diferentes das escamas placóides; - barbatanas pares e ímpares, com raios ósseos ou cartilagíneos. Barbatana caudal geralmente com dois lobos simétricos – homocérquica; 102 - 4 pares de brânquias suportadas por arcos branquiais ósseos e alojadas em duas cavidades branquiais, uma de cada lado da cabeça. Cada cavidade branquial está recoberta por uma lâmina óssea - opérculo; - possuem bexiga natatória, com função hidrostática, uma vez que o animal faz variar a densidade do corpo segregando gases para natatória dentro ou da absorvendo bexiga esses gases, o que lhe permite flutuar a diferentes profundidades sem esforço muscular; - boca terminal; - sexos separados, fecundação geralmente externa. Adaptações que permitiram o sucesso no ambiente terrestre: - 2 pares de membros, que permitem uma boa deslocação no solo (especializações que permitem o voo); - camadas mais externas do tegumento revestidas por uma proteína – ceratina, que controla as perdas de água; - órgãos respiratórios e processos de reprodução. CLASSE AMPHIBIA (ANFÍBIOS) Rãs, salamandras, cecílias Filogenia – os ancestrais foram peixes de barbatanas musculosas que viveram no Devónico, os anfíbios do Devónico foram os únicos vertebrados terrestres até ao princípio do Carbonífero, a partir deste período entraram em declínio. 103 - Tipo de cauda: - salamandras – cauda comprida; - rãs e sapos – desprovidos de cauda na forma definitiva e possuem membros adaptados ao salto; - cecílias – desprovidos de membros (ápodes). - Habitat: ambientes húmidos, ambientes terrestres, períodos na água e na terra; - Pele nua e com glândulas mucosas - Respiração: Hematose cutânea – pele nua, muito vascularizada e húmida, bem permeável aos gases; por brânquias ou pulmões. Brânquias nas primeiras fases e pulmões na fase adulta. - Coração com três cavidades (2 aurículas e 1 ventrículo) - Ectotérmicos (temperatura variável) - 10 pares de nervos cranianos - Reprodução: lançam os gâmetas na água, onde ocorre a fecundação. A maioria sofre metamorfoses as quais transformam um ser completamente aquático num animal anfíbio. CLASSE REPTILIA (RÉPTEIS) Crocodilo, tartaruga, cobra, lagarto Filogenia: os seus ancestrais são provavelmente anfíbios do Devónico. Animais tipicamente terrestres, ocorrendo a reprodução fora de água, tal é devido a: - Pele seca, córnea, com escamas ceratinizadas – evitam a desidratação e protegem dos predadores; - Dois pares de membros com 5 dedos (alguns sem membros) - Respiração pulmonar - Coração com duas aurículas e um ventrículo parcialmente dividido (nos crocodilos dois ventrículos) - Ectotérmicos - não possuem mecanismos reguladores da temperatura, mas apresentam adaptações comportamentais que tendem a manter a sua temperatura mais elevada que a do 104 ambiente. Ex.: répteis expõem-se ao sol – aumenta a temperatura – aumenta a actividade metabólica – procuram o alimento mais rapidamente. - Perdem pouca água na excreção renal; - 12 pares de nervos cranianos - Sexos separados. Fecundação interna – ambiente adequado ao encontro dos gâmetas; - Geralmente ovíparos - o ovo tem uma casca envolvente, protectora dos choques e da desidratação, no interior existem substâncias de reserva que garantem um eficaz desenvolvimento embrionário; - Sem metamorfoses CLASSE DAS AVES Filogenia: evoluíram a partir de répteis durante a Era Mesozóica. - Corpo com 4 regiões: cabeça, pescoço muito longo, o qual funciona como equilíbrio e captura do alimento, tronco e cauda; - 2 pares de membros – sendo o anterior em forma de asa para voar e o posterior adaptado ao modo de vida. As asas representam a adaptação ao voo, apresentando músculos peitorais poderosos, fixados sobre a lâmina óssea do esterno - quilha; - possuem penas constituídas por ceratina e escamas nas patas; - maxilas sem dentes e cobertas por um bico córneo, o qual pode ser de diversos tipos conforme a alimentação; - Esqueleto totalmente ósseo (ossos fortes mas ocos) com cavidades cheias de ar. A fusão dos ossos do crânio e das vértebras entre si, confere ao corpo a rigidez necessária para voar. A articulação do crânio com a coluna vertebral faz-se por um só côndilo occipital; - Sistema nervoso bem desenvolvido com encéfalo e 12 pares de nervos cranianos; - Coração dividido em quatro cavidades (2 aurículas e 2 ventrículos); - Homeotérmicos (temperatura do corpo constante) – metabolismo muito activo, as penas contribuem para o isolamento do calor; - Respiração por pulmões ligados a sacos aéreos (ventilação eficiente dos pulmões); 105 - Sexos separados. Fecundação interna. Sem metamorfoses. Fêmeas geralmente só com o ovário esquerdo. Ovíparas. Ovos com casca muito ricos em substâncias de reserva. CLASSE MAMMALIA (MAMÍFEROS) Filogenia: evoluíram a partir de répteis durante a Era Mesozóica. Primeiros Mamíferos: pequenos, insectívoras, homeotérmicos, produziam leite para amamentar as crias, tinham hábitos nocturnos. Com o declínio dos répteis: radiação adaptativa dos mamíferos. - Corpo coberto de pêlo – manutenção da temperatura corporal; - Tegumento provido de glândulas sudoríparas, odoríferas, sebáceas e mamárias (produzem leite para amamentar as crias); - Articulação do crânio com a coluna vertebral através de 2 côndilos occipitais. Têm geralmente sete vértebras cervicais e quase todos possuem cauda; - Dentição diferenciada (caninos, incisivos e molares); - Coração com quatro cavidades (2 aurículas e 2 ventrículos). Hemácias sem núcleo e bicôncavas; - Encéfalo muito desenvolvido. 12 pares de nervos cranianos; - Respiração por pulmões. Um diafragma separa a cavidade torácica da cavidade abdominal e condiciona a ventilação pulmonar; - Homeotérmicos, com intenso metamorfismo - Sexos separados. Fecundação interna. Desenvolvimento directo. A maioria são vivíparos, com placenta que permite a troca de substâncias entre o embrião e a mãe. 106 As Plantas e a Colonização do Meio Terrestre A aventura da conquista do meio terrestre – meio árido e hostil por parte das plantas terá ocorrido há sensivelmente 430 M.a. Esta passagem para o ambiente terrestre constituía um verdadeiro desafio biológico, uma vez que para garantir a sua sobrevivência fora de água, as plantas tinham de resolver problemas que iam desde o controlo das perdas de água, ao transporte de substâncias, passando pelo próprio suporte da planta. Ancestral Aquático (algas verdes multicelulares da divisão Chlorophyta) Passagem para o meio terrestre 1ª FASE Ancestrais das Briófitas - organismos pouco diferenciados - sem tecidos condutores 2ª FASE 3ª FASE Ancestrais das Plantas Vasculares - apresentam diferenciação morfológica - com tecidos condutores Ancestrais das Gimnospérmicas (360 M.a) - plantas vasculares com sementes não encerradas no pericarpo - contêm o embrião da planta e protegem-no da dessecação, podendo passar por períodos de vida latente - polinização feita pelo vento (anemófila) Plantas com flores (130 M.a) - estruturas reprodutoras altamente especializadas - surge a polinização feita pelos insectos (entomófila), mais avançada que a realizada pelo vento (anemófila) Com o aparecimento das flores há uma maior eficiência na permuta da informação genética entre os indivíduos através da polinização cruzada. Maior sucesso das Angiospérmicas Adaptações das plantas ao meio terrestre: - diferenciação em raíz, caule, folhas e órgãos reprodutores; - cutina – substância impermeável que reveste a superfície externa da epiderme do caule e das folhas, evitando excessivas perdas de água por evaporação; - Estomas – estruturas finas situadas na superfície dos órgãos aéreos para a realização de trocas gasosas entre a planta e o meio; - Tecidos de suporte e de transporte de substâncias– com paredes espessadas para manter a planta firme e erecta devido ao apoio mecânico necessário para suportar o seu peso → sucesso de plantas de grande porte 107 - Sementes – contêm o embrião da planta protegido Fósseis Vivos (mantêm as características morfológicas primitivas) Grande desenvolvimento das plantas vasculares sem sementes → grandes florestas invadiram as áreas continentais sendo responsáveis pelos importantes jazigos carboníferos hoje explorados. Traqueófitas Cenozóico Mesozóico As Gimnospérmicas são as plantas mais comuns Declínio de algumas plantas com sementes e desenvolvimento das Gimnospérmicas Paleozóico 108 CLASSIFICAÇÃO DAS PLANTAS Divisão Bryophyta Classe Subclasse Musci (plantas não vasculares) Filicinae Reino Plantae Traqueophyta Gimnospermae (plantas vasculares) Monocotiledoneae Angiospermae Dicotiledoneae CARACTERÍSTICAS GERAIS: - eucariontes multicelulares autotróficos - apresentam clorofila a e b, carotenóides, localizados nos cloroplastos (estruturas altamente diferenciadas com função fotossintética) - paredes celulares constituídas por celulose - polissacarídeo de reserva é o Amido - ciclos de vida haplodiplontes, pois como têm meiose pré-espórica apresentam uma entidade multicelular haplóide (gametófito) que alterna com uma entidade multicelular diplóide (esporófito) - As fases haplóide e diplóide são bem diferenciadas, com entidades multicelulares que correspondem a duas gerações distintas: - geração gametófita - haplóide (n), inicia-se num esporo e termina com a formação dos gâmetas - geração esporófita – diplóide (2n), inicia-se no ovo e termina com a formação das células-mãe de esporos. Meiose pré-espórica - ocorre quando se formam os esporos (células reprodutoras haplóides), os quais germinam originando uma entidade multicelular haplóide o gametófito na qual se formam os gâmetas. Da fecundação dos gâmetas resulta o ovo/zigoto que por mitoses sucessivas origina o esporófito, onde se formam por meiose os esporos. 109 Divisão Bryophyta Classe Musci (Musgos) - rizóides, caulóides e filóides (filídios são ricos em cloroplastos), estruturalmente diferentes das raízes, caules e folhas das plantas vasculares - rizóides fixam a planta ao substracto - a água e os sais minerais são absorvidos por difusão através dos caulóides e filóides Funária: - espécie monóica – gâmetas femininos e masculinos produzidos no mesmo indivíduo; - caulóides na altura da reprodução evidenciam os gametângios – anterídeos (situados na extremidade de uma ramificação principal do caulóide rodeados por filóides) produzem os anterozóides com dois flagelos. Os arquegónios (situados na extremidade de uma ramificação lateral do caulóide rodeados por filóides) produzem a a oosfera localizada no ventre (região dilatada do arquegónio); - paráfises – filamentos estéreis situados entre os gametângios, com uma função importante na retenção da água; - reprodução assexuada por fragmentação quando as condições do meio são favoráveis. 110 Ciclo de vida da Funária (aspectos importantes): - ser haplodiplonte, pois a meiose é pré-espórica, havendo alternância de gerações; - geração gametófita mais desenvolvida que a esporófita; - entidade representativa da geração gametófita – protonema; - entidade representativa da geração esporófita – esporogónio; - geração esporófita desenvolve-se sobre o gametófito dependendo dele a nível nutritivo; - os gâmetas desenvolvem-se dentro dos gametângios, estando mais protegidos da dessecação; - fecundação dependente da água; - planta anisogâmica (gâmetas morfologicamente e fisiologicamente diferentes); - planta isospórica, sendo os esporos resistentes ao frio e à dessecação. Divisão Tracheophyta Classe Filicinae (Filicíneas) Feto vulgar (género Polipodium) - habitam essencialmente as regiões tropicais podendo algumas espécies atingir dimensões consideráveis (25 metros de altura), apenas um reduzido n.º de espécies habitam em regiões temperadas e em lugares húmidos e sombrios; - exibem folhas muito desenvolvidas (muitas vezes com o limbo dividido em folíolos), quando jovens as folhas apresentam-se enroladas, para diminuir a transpiração, permitindo à folha desenvolver-se em lugares secos; - exibem caule subterrâneo do tipo rizoma que fixa a planta ao solo, de onde partem raízes laterais e adventícias; - a planta adulta corresponde à geração esporófita; - a geração gametófita é representada pelo protalo nutricionalmente independente Descrição do processo de reprodução sexuada nos fetos: - Em certas alturas do ano observam-se na página inferior das folhas, grupos de pontuações granulosas – os soros – de cor acastanhada e dispostas em duas filas; - Os soros são sacos de esporângios, contendo estes as células mães dos esporos, que por meiose pré-espórica originam os esporos morfologicamente semelhantes (isósporos) – inicia-se a geração gametófita; 111 - O esporângio é constituído por um semianel de células com paredes espessadas em U, quando o semianel perde água contrai-se rebenta e liberta os esporos; - Os esporos germinam e por divisões mitóticas originam o protalo (gametófito) estrutura com rizóides que o fixam ao solo, produzindo anterídeos (produzem os anterozóides – gâmetas flagelados) arquegónios (produzem as oosferas) na sua página inferior; - Quando os anterídeos atingem a maturidade libertam os anterozóides que transportados pela água, atingem o arquegónio, fecundando a oosfera (zigoto) – geração esporófita; - O zigoto por mitoses sucessivas origina um embrião pluricelular que permanece ligado ao protalo, sendo dele dependente (numa primeira fase); - À medida que o embrião se desenvolve e dá origem a uma nova planta folhosa, o protalo começa a definhar, acabando por morrer. 112 Ciclo de vida do Polipódio (aspectos importantes): - ser haplodiplonte, pois a meiose é pré-espórica, havendo alternância de gerações;; - geração esporófita mais desenvolvida que a gametófita; - entidade representativa da geração gametófita – protalo; - entidade representativa da geração esporófita – planta adulta (esporófito independente); - o gametófito é monóico, autotrófico e independente; - fecundação dependente da água; - planta anisogâmica (gâmetas morfologicamente e fisiologicamente diferentes); - planta isospórica Existem plantas vasculares sem sementes designadas de Heterospóricas que produzem: Esporos morfologicamente diferentes Microsporângio Células mãe dos Micrósporos Megasporângio Células mãe dos Megásporos Meiose Micrósporos Microgametófitos onde se formam os anterozóides Megásporos Megagametófitos onde se formam as oosferas 113 Divisão Traqueophyta Classe Gimnospermae - exibem grande diferenciação em raíz, caule e folhas; - têm óvulos a descoberto em escamas ovulíferas; - possuem sementes a descoberto em escamas lenhosas; - apresentam gametófitos reduzidos (não fotossintéticos e sem vida livre); - os gâmetas femininos não são flagelados – polinização anemófila (vento); - fecundação independente da água (característica evolutiva); - heterospóricas. Segundo alguns autores as Gimnospérmicas dividem-se em vários grupos: - Pteridospermae (Pteridospérmicas) – registo fóssil, aspecto de um feto mas produtoras de sementes. - Cycadae (Cicadíneas) – semelhantes a palmeiras muito comuns no Mesozóico; actualmente existem cerca de 100 espécies todas nas regiões tropicais, possui gâmetas masculinos flagelados. - fóssil vivo). Gimnospermae (Gimnospérmicas) Ginkgoae (Ginkgoíneas) – uma única espécie (Ginkgo biloba – - Gneteae – 70 espécies, algumas muito raras (Welwitschia mirabilis) existem nos desertos africanos. - Coniferae (Coníferas) – mais representativas, existem cerca de 550 espécies distribuídas por todo o mundo, o esporófito é utilizado para extracção da madeira, fabrico de pasta de papel,… Ex.: Pinus (pinheiro), Cupressus (ciprestes), Cedrus (cedros), Sequóia (atingem grandes alturas 112 m, 11 m de diâmetro, idade 4000 anos aproximadamente. 114 Divisão Traqueophyta Classe Gimnospermae Género Pinus Apresentam estruturas reprodutoras especiais – os CONES- constituídos por várias escamas férteis inseridas á volta do eixo. Cones polínicos masculinos Constituído por várias escamas – escamas estaminais, dispostas à volta de um eixo. Cada escama tem na página inferior dois sacos polínicos (microsporângios) Contém as células mães dos grãos de pólen (células mãe dos micrósporos), as quais por meiose originam os grãos de pólen (micrósporos) Cones polínicos femininos Constituído por várias escamas ovulíferas ou carpelares inseridas à volta de um eixo. Cada escama tem na página superior dois óvulos (microsporângios) A partir dos óvulos fecundados formam-se as sementes com uma asa membranosa o que facilita a dispersão pelo vento. 115 Divisão Traqueophyta Classe Angiospermae ANGIOSPÉRMICAS GIMNOSPÉRMICAS As flores podem ser conforme as As flores são em todas as espécies: espécies: FLORES CARPELOS FRUTO nuas - não possuem perianto - nuas ou com perianto unissexuais – os estames e os carpelos - monóicas ou unissexuais estão separados em flores distintas - Presença de estigma - Ausência de estigma - Ovários fechados - Óvulos encerrados no ovário - - Pericarpo fechado - Ovários abertos Óvulos não encerrados ovário Pericarpo aberto - Sementes - Sementes não encerradas no encerradas no pericarpo no pericarpo Antera c/ grãos de pólen Constituição da flor pétalas filete corola Estames ANDROCEU perianto estigma estilete Carpelos cálice receptáculo sépalas GINECEU pedúnculo ovário óvulo Órgãos de Protecção Órgãos de Suporte Órgãos de Reprodução Órgão Reprodutor Masculino ANDROCEU – Conjunto de Estames, cada estame tem o filete e a antera. Cada antera possui exteriormente células protectoras que constituem a epiderme. Antera jovem → 2 sacos polínicos (microsporângios) → células-mães dos grãos de pólen (diplóides) por meiose → 4 grãos de pólen (células haplóides - micrósporos) 116 Estrutura de um grão de pólen Sacos polínicos Antera jovem Os grãos de pólen são limitados por: - membrana externa – exina – membrana espessa cutinizada e rugosa - membrana interna – intina – membrana fina, celulósica e extensível O núcleo do grão de pólen divide-se por mitose, formando-se um núcleo germinativo (de menores dimensões) e um núcleo vegetativo (de maiores dimensões) Formação do Gametófito Masculino: Durante a maturação as células nutritivas que rodeiam os sacos polínicos acabam por ser absorvidas, ficando os dois sacos polínicos unidos, após a maturação ocorre a deiscência e consequente libertação dos grãos de pólen. Embora muitos grãos de pólen se percam, muitos outros são transportados até ao estigma da mesma flor ou de outras – polinização, a qual pode ser efectuada por insectos (pétalas grandes, vistosas e perfumadas) ou pelo vento (anteras grandes e estigmas plumosos). Os grãos de pólen caem no estigma e ficam aderidos à secreção açucarada e oleosa que recobre o estigma. 117 Quando as condições são favoráveis cada grão de pólen germina formando o tubo polínico, que cresce em direcção ao óvulo graças às substâncias nutritivas do estigma. Durante o crescimento do tubo polínico o núcleo vegetativo vai à frente, acabando por se desorganizar e desaparecer, o núcleo germinativo divide-se por mitose originando dois anterozóides, que não são dotados de mobilidade dependendo do tubo polínico para atingir o gâmeta feminino. Órgão Reprodutor Feminino Anterozóides Formação do Gametófito Feminino: GINECEU – Conjunto de carpelos, cada carpelo tem o ovário, estilete e estigma. Considerando um gineceu tricarpelar e ovário trilocular. Cada lóculo do ovário tem 2 fiadas de óvulos. 118 Cada óvulo é constituído pelo nucelo, revestido por dois tegumentos que têm uma interrupção designada de micrópilo. Óvulo jovem (megasporângio)→ célula mãe do saco embrionário (célula mãe do megásporo – 2n) por meiose pré-espórica → 4 células haplóides → 3 degeneram ficando uma, o saco embrionário (megásporo - n) Ao longo da maturação o saco embrionário experimenta algumas divisões mitóticas (n) Podem fundir-se Mesocisto (2n) Oito núcleos 3 Mitoses sucessivas Saco embrionário germinado Saco embrionário germinado – Gametófito feminino ou megagametófito Fecundação e Desenvolvimento Quando o tubo polínico atinge o ovário penetra no óvulo pelo micrópilo e o núcleo vegetativo desorganiza-se. O tubo polínico entra no saco polínico liberta os dois anterozóides: um gâmeta masculino (n) funde-se com a oosfera (n)→ zigoto (2n) → Embrião Dupla outro gâmeta masculino (n) funde-se com os núcleos polares (2n)→ célula mãe do fecundação albúmen (3n) ou célula-mãe do endosperma → Albúmen ou endosperma secundário As antípodas e as sinergídeas degeneram Forma-se a semente: embrião + endosperma secundário + tegumento As paredes do ovário evoluem formando o pericarpo que reveste a semente → Fruto 119 Ciclo de vida da açucena (aspectos importantes): - ser haplodiplonte (meiose pré-espórica); - geração esporófita inicia-se no zigoto o qual origina o embrião, que após um período de latência forma a planta autónoma produtora de megasporângios e de microsporângios; - geração gametófita inicia-se com a formação do saco embrionário e dos grãos de pólen (esporos); 120 - gametófitos – tubo polínico e saco embrionário germinado são reduzidos e dependende nutritivamente do esporófito; - geração esporófita mais desenvolvida; - há heterosporia; - são plantas anisogâmicas; - fecundação independente da água; - produzem sementes. Angiospérmicas plantas que na actualidade apresentam maior sucesso no ambiente terrestre. Seguem-se as características relacionadas com esse sucesso: - mecanismos de polinização eficientes (insectos ou vento); - presença de sementes e variedade de processos de dispersão; - sistema vascular eficiente, tanto na distribuição da água como dos produtos da fotossíntese; - sistema radicular que permite uma boa captação de água; - folhas desenvolvidas que possibilitam uma grande capacidade fotossintética; - variabilidade de genótipos, que conduz a uma maior capacidade de adaptação às variações do ambiente; - geração gametófita protegida e alimentada pela esporófita; - redução da geração gametófita e predomínio da esporófita - fecundação independente da água. Classe Gimnospérmicas Angiospérmicas Óvulos a descoberto nas escamas ovulíferas Óvulos dentro do ovário Sementes não encerradas no pericarpo Sementes encerradas no pericarpo Polinização anemófila (vento) Polinização entomófila (insectos) Subclasse Monocotiledóneas Dicotiledóneas Raíz fasciculada Raíz aprumada Caule simples Caule ramoso Nervuras paralelas Nervuras ramificadas Flor do tipo 3 Flor do tipo 4 ou 5 Perianto indiferenciado Perianto diferenciado Semente com 1 cotilédone Semente com 2 cotilédone Ovário tricarpelar Ovário pentacarpelar 121 122
