Apostila de biologia - zoologia - módulo 05 - usp

Apostila de biologia - zoologia - módulo 05 - usp

(Parte 3 de 6)

Atividade extra 2:

Considerando os protistas parasitas Plasmodium, Trypanosoma e

Entamoeba, compare seus ciclos de vida com relação ao número de hospedeiros, filos a que pertencem estes hospedeiros e principais regiões ou ambientes em que ocorrem no Brasil.

A sobrevivência Unidade 3

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradores

Antonio Carlos Marques

Como vimos na unidade anterior, somos todos animais e temos necessidades físicas para sobreviver. Da mesma maneira, todos os outros animais também estão sujeitos a problemas para sua sobrevivência. Lembre-se de que o processo de sobrevivência já é, por si só, um êxito da seleção natural, uma vez que animais que não estavam adaptados ao ambiente que habitavam tiveram suas linhagens selecionadas negativamente. Ou seja, por princípio, quem está aí no mundo, os animais que nós vemos, estão adaptados para suas condições naturais. Claro que grandes mudanças, muitas vezes causadas pelo ser humano, acabam por extinguir linhagens.

Mas será que os ambientes em que os animais vivem são todos iguais?

Vejamos: quantos ambientes diferentes você consegue imaginar? No que eles diferem? Um determinado animal pode viver em qualquer ambiente?

em profundezas de 4 ou 5 mil metros. E não acaba por aíNeste processo,

Nossa classificação dos ambientes pode ser mais ou menos refinada. Por exemplo, há diversos animais que habitam o ambiente aquático. Mas quantos ambientes aquáticos nós temos? O ambiente de um lago e o do mar, por exemplo, são extremamente diferentes entre si devido a fatores como a salinidade e o hidrodinamismo (isto é, o grau de agitação) da água. Se nos restringirmos ao ambiente marinho, é muito diferente o animal habitar a coluna d’água (plâncton ou nécton) ou o fundo do oceano (bentos). Se agora nos restringirmos ao bentos, é muito diferente viver em uma faixa tropical ou na Antártica, por exemplo. E, para os da faixa tropical, é muito diferente ocorrer em um recife de coral ou estamos detalhando o ambiente em que vive um organismo, cada vez mais.

A cada estágio deste detalhamento encontramos particularidades nos organismos. Se tomarmos os organismos bentônicos da região tropical que vivem em recifes de coral, por exemplo, suas necessidades biológicas tendem a ser muito mais discrepantes em comparação com as de um organismo terrestre que em comparação com as de um organismo da Antártida. Mas podemos dizer que é somente o ambiente que determina como será o organismo? A resposta para a pergunta é “não”. As particularidades de sobrevivência, que são expressas na morfologia, na fisiologia, no comportamento, estão, em algum nível, ligadas à evolução. Por exemplo, não há qualquer esponja vivendo fora d’água, bem como não há borboleta alguma embaixo d’água. Outro aspecto: um camarão vive na água salgada, como a esponja, mas é mais semelhante e mais próximo evolutivamente da borboleta, que vive no ambiente terrestre. Por isso, é que ambos são artrópodes. Ou seja, nos seres vivos atuais há um componente relacionado ao seu ambiente, é verdade, mas há um com- de um animal ponente, muito maior, que é a carga histórica que ele traz, ou sua história evolutiva. Assim, biologicamente, podemos tentar compreender as generalidades das esponjas e das borboletas e camarões e, com isso, compreender como suas linhagens foram evolutivamente selecionadas.

Ao pensar ou observar um determinado animal em um local qualquer, devemos dissecá-lo mentalmente nos muitos fatores a que ele está sujeito. Tomemos um besouro passeando sobre uma flor em uma praça qualquer de nosso bairro como exemplo. Bem, primeiro de tudo, ele deve ter meios de encontrar a flor e evitar seus predadores (sistemas nervoso e sensorial). Nesta flor, ele pode alimentar-se ou pôr seus ovos nesta planta após sua reprodução, porque suas larvas se alimentam da planta (ciclo de vida e desenvolvimento). Conseguindo seu alimento, ele deve fazer sua digestão e distribuí-lo por todas suas células (circulação), garantindo também que suas trocas gasosas (respiração) cheguem a estas células para que elas sobrevivam, podendo gerar energia. Ao se alimentar, esse organismo produz uma série de produtos nitrogenados que devem ser eliminados por excreção. Para isso, ele pode ser mais ou menos dependente de água, que dilui estes produtos. De qualquer maneira, de tempos em tempos, esse besouro deve obter água, essencial para seus processos metabólicos, e a quantidade de água está relacionada à osmorregulação (entre outros fatores), deslocando-se por meio de suas pernas ou suas asas (locomoção). E sua perpetuação gênica será obtida por meio da reprodução (até já mencionamos suas larvas acima, assumindo que ele se reproduz). Essa complexidade de fatores está presente no besouro, mas pode ser diferente para outra família de besouros de um ambiente diferente (vivendo dentro de um tronco ou em um lago, por exemplo), ou para uma pulga, ou para um camarão, ou para uma estrela-do-mar. Até chegarmos à estrela-domar, estamos nos afastando evolutivamente de nosso besourinho e podemos então tentar compreender quais são as conseqüências disso.

Atividade em classe 3:

Vocês se lembram da lista dos animais que fizeram na atividade da primeira unidade, junto com aquela classificação? Pois bem, novamente em grupo, tentem montar uma filogenia, como também visto na primeira unidade, para os animais desta lista. Lembrem-se que as características que aparecem na maior parte dos animais são também aquelas que tendem a aparecer logo na base da evolução e, quando as características forem aparecendo em um menor número de animais, é porque estamos “subindo” na nossa árvore evolutiva.

Atividade extra 3:

Complete a tabela abaixo para cada organismo utilizando as palavras disponíveis (todas as palavras deverão ser utilizadas). Repare que há dois organismos terrestres e que eles possuem diversas características diferentes, mostrando que, mesmo para um determinado habitat, há diferenças que estão relacionadas à linhagem evolutiva (por exemplo, ao filo) ao qual o organismo pertence.

A vida começou no mar. E o surgimento dos animais também. A partir de então, na evolução animal, o ambiente marinho continuou com o maior número de linhagens (Fig. 7). Atualmente, apenas 6% dos filos não têm nenhum representante marinho. Dos filos com maior número de espécies (poríferos1, cnidários2, platelmintes, nematódeos, moluscos, anelídeos, artrópodes, equinodermos e vertebrados), todos têm espécies que vivem no mar.

Mas como é viver no mar? A primeira coisa a se considerar é onde se vive, se sobre o substrato (bentos) ou na coluna d’água (plâncton e nécton). Isso tem implicações óbvias sobre a locomoção e o sistema nervoso (SN) com seus órgãos dos sentidos (OS). Tomemos alguns exemplos de animais bentônicos: uma esponja (Fig. 8A) é séssil (isto é, não se desloca), e não conta com SN nem OS. Porém, por mais incrível que possa parecer, uma esponja tem movimento em suas células, que ela utiliza para regular a quantidade de entrada de água, por exemplo. Como é possível ter movimento sem sistema nervoso? Já uma anêmona (Fig. 8B), que também é séssil, tem SN na forma de uma rede neural e conta com estruturas sensoriais esparsas, uma vez que, por ter uma simetria radial, recebe estímulos ambientais de todos os lados. Um molusco gastrópode (como um caramujo marinho; Fig. 8C) já é vágil, isto é, move-se por meio do deslizamento ciliar sobre o muco produzido, e isso está relacionado à sua simetria bilateral com uma concentração de células nervosas (gânglios) e OS na região anterior, que é a que explora o ambiente. Igualmente bilaterais, caranguejos (Fig. 8D) são bastante ativos, locomovendo-se por intermédio de seus apêndices articulados com intrincada musculatura, mas mantêm um SN cerebral e OS na região anterior (mesmo andando de lado!). Por fim, um lírio-do-mar (Fig. 8E) também tem a capacidade de ser vágil, embora seja pouquíssimo ativo no meio. É curioso que o lírio também apresenta simetria radial e, assim como a anêmona, ele apresenta OS esparsos e SN em rede neural.

A vida no mar: o bentos Unidade 4

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradores

Antonio Carlos Marques

1 - http://www.ufba.br/~zoo1/porifera.html [biologia e aspectos gerais dos poríferos]. - http://acd.ufrj.br/labpor/1-Esponjas/Esponjas.htm [informações gerais, classificação, ecologia e importância econômica]. 2 - http://www.ufrpe.br/lar/index3.html [informações sobre recifes de corais, importantes formações de cnidários].

Figura 7. Proporção de filos do reino animal segundo o ambiente em que vivem.

Com essa pequena amostra da diversidade bentônica, podemos concluir que a morfologia está relacionada ao ambiente, mas está também limitada pela história evolutiva da linhagem a que pertence o organismo (Fig. 9). Por exemplo, cnidários e lírios-do-mar são radiais e isso implica que suas linhagens sobreviventes atuais ‘sintam’ o ambiente que as cerca vindo de todos os lados, daí um SN em rede e OS esparsos. Para este tipo de vida (séssil), em especial para animais que vivem em locais com correntes vindas de todas as direções, a simetria radial é bastante eficiente. No entanto, esses animais contam com o acaso para encontrar seu alimento – eles somente têm alimento quando este é trazido pela corrente de água. Já moluscos e artrópodes são bilaterais e exploram o ambiente sempre com a mesma região (a anterior). A exploração ativa do ambiente com os órgãos dos sentidos evita a passividade da simples “chance” de se encontrar o alimento ou não. Além disso, quando encontram o alimento, esses animais apresentam sua boca também na região bem anterior, junto dos OS, o que facilita a ingestão.

A simetria e o hábito de vida de um organismo nem sempre interferem, no entanto, no tipo de alimentação. Uma esponja séssil é filtradora, isto é, filtra seu alimento a partir da água, com partículas em suspensão, que entra por seus poros. Uma anêmona é uma predadora de pequenos animais do plâncton, caçando-os com seus nematocistos. O lírio-do-mar é um comedor de alimentos que estão suspensos na água (suspensívoro), utilizando para isso seus braços e pés ambulacrários. Um molusco gastrópode pode ser predador ou herbívoro, raspando as algas com sua rádula. Por fim, um caranguejo pode ser um detritívoro, buscando ativamente restos orgânicos para se alimentar. O hábito alimentar, portanto, é uma conjunção de dois fatores: (a) a evolução do grupo que inclui o organismo e (b) o seu ambiente. Todos fatores morfo-fisiólogicos, na realidade, são assim: embora determinados por uma forte carga evolutiva (hereditária), apresentam uma certa maleabilidade adaptativa a determinadas condições.

Lembra da esponja? Deixamos no ar a pergunta sobre movimento sem sistema nervoso. As esponjas (Fig. 10) são os animais mais simples que existem. Basicamente, elas são uma combinação de diversas células, com funções diferentes, que “vivem juntas”. Se um protista, uma única célula, pode ter movimento, porque não poderiam existir os mesmos movimentos em uma esponja, não é mesmo? O que surpreende é a maneira como o sinal do movimento é transmitido de uma célula para outra. Isso nos faz pensar que há muitas soluções apresentadas pelos

Figura 9. Uma proposta simplificada de filogenia para os animais. Na árvore filogenética estão marcadas as características relacionadas à simetria e ao sistema nervoso dos organismos. Para ler a árvore, você deve proceder como na Fig. 2. A simetria radial com SN em rede esteve na base dos animais, logo após o surgimento de Porifera. Este é o padrão que se manteve em Cnidaria, mas foi modificado antes do surgimento dos Platyhelminthes – todos os animais surgidos desde então são bilaterais. No entanto, os Echinodermata apresentam uma reversão desta característica, voltando à condição primitiva de simetria e SN.

Figura 8. Alguns exemplos de animais bentônicos marinhos. A, uma esponja (filo Porifera); B, uma anêmonado-mar (filo Cnidaria, classe Anthozoa); C, um caramujo marinho (filo Mollusca, classe gastropoda); D, um caranguejo (filo Arthropoda, classe Crustacea – note que está sobre um cnidário coral-mole, que está com os pólipos fechados). E, um lírio-do-mar (filo Echinodermata – note que ele também está sobre um coralmole, mas desta vez com os pólipos abertos).

organismos para perguntas semelhantes. A transmissão de impulsos, na forma mais comum que conhecemos, é através da passagem de estímulos neurais de célula nervosa para célula nervosa (neste caso, de neurônio para neurônio). Mas, vendo a esponja, compreendemos que esta não foi a primeira forma de se resolver a questão de como transmitir o estímulo, e nem é a única.

Atividade em classe 4:

Na Fig. 9, identifique os filos animais que são sésseis e discuta, em grupo, quais são as adaptações para este hábito de vida.

Atividade extra 4:

Os animais marinhos estão na moda. Ao menos dois grandes sucessos estiveram em nosso cotidiano nos últimos tempos: a série “Bob Esponja” e o filme “Procurando Nemo”. Neles, apesar da descaracterização de certos aspectos da biologia dos personagens (isto é, ignorando esponjas que falam ou têm olhos), há diversos aspectos retratados de sua morfologia e biologia. Assista a um desses desenhos e enumere os organismos marinhos que você encontrar, relacionando o que é procedente e o que é improcedente. Para balizar suas observações, utilize seu livro ou caderno de zoologia. Faça uma tabela conforme o modelo sugerido abaixo para o próprio Bob Esponja (Porifera).

Figura 10. Esquema que mostra os tipos celulares básicos que compõem a esponja: pinacócitos (células de revestimento), porócitos (para entrada d’água), espícula (feita pelos esclerócitos, para sustentação), amebócitos (digestão, transporte e reprodução) e coanócito (alimentação). No detalhe, aparece um corte da esponja com sua organização (segundo Amabis & Martho, 1985, p. 115).

O meio marinho apresenta uma contraposição entre bentos e plâncton.

Porém, embora pareçam universos separados, eles estão intimamente ligados. Em geral, a associação entre esses dois conjuntos é determinada pelo ciclo de vida dos organismos. A maioria dos organismos adultos do bentos produzem larvas que vivem no plâncton. Estas larvas são responsáveis pela dispersão da espécie, alcançando novos locais de sobrevivência, e pela colonização de novos substratos, onde se desenvolvem como novos adultos bentônicos. Ou seja, a associação é tão íntima que estamos tratando do mesmo indivíduo, com o mesmo genoma, mas com morfologia completamente diferente. Equivale dizer que você nasce com a morfologia completamente diferente da que apresenta agora. E não devemos parar somente nos caracteres reprodutivos secundários, que nos seres humanos estão relacionados ao aparecimento de pêlos, mudança de voz, desenvolvimento de determinados órgãos. No caso de diversos animais, trata-se de mudar completamente a forma, de aparecerem e sumirem estruturas e órgãos, mudar a alimentação e o comportamento. Muitas vezes isso inclui uma verdadeira metamorfose. Como isso é possível? As diferentes morfologias pelas quais passa o indivíduo são a expressão de genes do desenvolvimento que apresentam uma determinada cronologia de funcionamento. Os genes estão sempre no organismo, mas não significa que estejam sempre funcionando – eles “ligam” e “desligam” dependendo do estágio da vida que o organismo está passando. Metaforicamente, é como se fosse uma linha de montagem, como a de um carro por exemplo: há as primeiras máquinas que fazem o monobloco, passa-se à montagem da carroceria, e vaise adicionando componentes, sempre por máquinas diferentes.

A presença de larvas ocorre em grande parte dos animais marinhos e caracteriza um ciclo de vida indireto (Fig. 1), em contraposição àqueles que não possuem larvas, que têm o ciclo de vida direto. Mas você já pensou que as fases adultas (macho e fêmea) devem estar férteis em sincronia, sob pena de falhar a reprodução sexuada da espécie? Se não houvesse sincronia, não haveria reprodução dos indivíduos e, desta maneira, não haveria descendentes e a espécie se extinguiria. Se apenas os gametas masculinos amadurecerem, sem que os óvulos estejam prontos, não há eficiência alguma. O tempo perfeito de amadurecimento e liberação é conseguido a partir de ciclos endógenos dos organismos ou por estímulos que provocam uma reação em cadeia da liberação de gametas, aumentando a eficiência da fertilização. Um estímulo bem conhecido, por exemplo, é o ciclo lunar para os organismos aquáticos.

A vida no mar: Unidade 5

Organizadores Paulo Takeo Sano

Lyria Mori

Elaboradores

Antonio Carlos Marques o plâncton

Não são somente as formas larvais que vivem no plâncton. Se fosse assim, ele seria um grande berçário. Há alguns grupos de organismos, como pequenos crustáceos chamados copépodes (Fig. 12A), que têm toda sua vida no plâncton: os machos agrupam seus espermatozóides em espermatóforos e transmitem estes ‘pacotes’ para a fêmea. Esse tipo de transmissão é chamada fertilização indireta. Uma vez eclodido o ovo, as larvas emergidas vivem no plâncton, onde crescem por intermédio de sucessivas mudas (como é típico dos Arthropoda) até se tornarem adultos.

O encadeamento de ciclos de vida entre o bentos e o plâncton é também estendido à teia alimentar do plâncton. Por exemplo, copépodes são ingeridos por animais bentônicos tais como cracas (Fig. 12B), que são crustáceos como os copépodes, mas fixos. As larvas do plâncton podem ser igualmente predadoras vorazes de outros grupos de animais. Isso ocorre porque algumas larvas, quando liberadas, têm uma quantidade muito baixa de vitelo associado, que é a reserva alimentar do ovo. Portanto, faz parte da história evolutiva de sua espécie, predar para sobreviver. Assim, qualquer simplificação do meio de vida marinho é arriscada, dada a complexidade dos ciclos de vida de seus representantes.

Você já imaginou estar em um local em que não há chão? Nós nos orientamos de diversas maneiras, mas o chão é uma referência importante para nosso posicionamento. E como faz o plâncton, que não tem essa referência? A maioria dos organismos planctônicos possui um órgão sensorial que permite que eles se orientem em relação à gravidade. Esses órgãos são chamados estatocistos e, não fosse por eles, os planctontes (animais que vivem no plâncton) não conseguiriam saber para qual lado está o fundo e para onde está a superfície do mar.

Figura 12. A, um copépode planctônico, que pode ser ingerido por (B) uma craca bentônica. Os dois pertencem ao mesmo grupo, são artrópodes crustáceos.

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