Semi-extensivo • Uno • Biologia • Caderno de Teoria 4 Semi ...
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Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
2006 PAUL GIOVANOPOULOS C/OTHEISPOT.COM<br />
Butterfly II.<br />
Paul Giovanopoulos (1995).<br />
543<br />
B1 <strong>•</strong> T7 | Hormônios vegetais, movimentos<br />
e fotoperiodismo | 3<br />
B2 <strong>•</strong> T7 | Evolução biológica | 8<br />
B3 <strong>•</strong> T13 | O ciclo menstrual | 17<br />
B3 <strong>•</strong> T14 | Embriologia | 19
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
544 545<br />
Autores<br />
Elias Avancini <strong>de</strong> Brito<br />
Professor <strong>de</strong> Ensino Médio e <strong>de</strong> cursinhos prévestibulares.<br />
Co-autor das obras <strong>Biologia</strong>, uma<br />
abordagem ecológica e evolutiva e <strong>Biologia</strong>, ambas<br />
pela Editora Mo<strong>de</strong>rna.<br />
Sergio Luis Ferro<br />
Formado em Medicina Veterinária pela Universida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> São Paulo. Professor <strong>de</strong> Ensino Médio, <strong>de</strong><br />
cursinhos pré-vestibulares e <strong>de</strong> Ensino Superior.<br />
2<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Hormônios vegetais, movimentos<br />
e fotoperiodismo<br />
HORMÔNIOS<br />
O <strong>de</strong>senvolvimento das plantas é controlado<br />
por hormônios como auxinas, giberelinas, citocininas,<br />
etileno e ácido abscísico.<br />
O crescimento das plantas é controlado pela<br />
ativida<strong>de</strong> <strong>de</strong> três hormônios: auxinas, giberelinas<br />
e citocininas. As auxinas e giberelinas <strong>de</strong>terminam<br />
a distensão celular; as citocininas promovem a<br />
multiplicação <strong>de</strong> células (mitoses).<br />
Auxinas<br />
As auxinas são sintetizadas em embriões e em<br />
gemas ativas. O ácido indol acético (AIA) é a auxina<br />
natural que as plantas produzem. Existem também<br />
auxinas sintéticas, como o ácido 2,4 dicloro fenoxiacético<br />
(2,4 D), muito empregado em agricultura,<br />
principalmente como herbicida. Em altas concentrações,<br />
essa auxina po<strong>de</strong> matar ervas invasoras<br />
(“daninhas”) do grupo das dicotiledôneas.<br />
A concentração <strong>de</strong> auxina diminui no sentido<br />
gema apical do caule meristema apical da raiz.<br />
Isso significa que a raiz é estimulada a crescer com<br />
pequenas concentrações <strong>de</strong> AIA, sendo, portanto,<br />
muito sensível ao hormônio. A extremida<strong>de</strong> do<br />
caule, ao contrário, é menos sensível à auxina,<br />
pois seu crescimento é estimulado com altas concentrações<br />
do hormônio.<br />
Já as gemas laterais têm sensibilida<strong>de</strong> intermediária<br />
à auxina: as mais próximas ao ápice do<br />
caule são inibidas com as altas concentrações presentes<br />
nessa região; apenas as gemas mais distantes<br />
da extremida<strong>de</strong> são capazes <strong>de</strong> se <strong>de</strong>senvolver em<br />
ramos, pois, nessas regiões, a concentração <strong>de</strong><br />
auxina é menor.<br />
Quando uma parte do caule é cortada (num<br />
procedimento <strong>de</strong> poda, por exemplo), não ocorre<br />
mais a produção <strong>de</strong> auxina. As gemas próximas<br />
à extremida<strong>de</strong> não são mais inibidas por uma<br />
elevada quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> auxina e <strong>de</strong>senvolvem-se<br />
em ramos; cada ramo tem sua própria gema apical<br />
ativa que produz auxinas.<br />
(B)<br />
100%<br />
Inibição Estimulação<br />
0<br />
100%<br />
10 –11<br />
(A)<br />
I<br />
–10<br />
10<br />
–9<br />
10<br />
B1<br />
3<br />
Auxina<br />
tema<br />
7<br />
Figura 1. Auxina na planta. (A) A concentração <strong>de</strong> auxina<br />
no caule é maior próximo à gema apical. (B) O gráfico<br />
mostra a resposta <strong>de</strong> estruturas vegetais diante <strong>de</strong> concentrações<br />
crescentes <strong>de</strong> auxina.<br />
II<br />
–8<br />
10<br />
–7<br />
10<br />
–6<br />
10<br />
–5<br />
10<br />
–4<br />
10<br />
–3<br />
10<br />
–2<br />
10<br />
–1<br />
10<br />
Concentração relativa <strong>de</strong> auxinas (mol/L)<br />
Ápice removido<br />
Figura 2. Com a poda, a concentração <strong>de</strong> auxina diminui<br />
e as gemas laterais <strong>de</strong>senvolvem-se em ramos.<br />
B1<strong>•</strong>T7
As folhas jovens produzem auxina em elevada<br />
concentração. Quando as folhas ficam mais velhas<br />
(senescentes) produzem menos AIA, <strong>de</strong>senca<strong>de</strong>ando<br />
alterações no pecíolo, o que provoca seu<br />
<strong>de</strong>sligamento e queda. Isso é o processo <strong>de</strong> abscisão,<br />
que também ocorre em frutos maduros.<br />
A auxina é aplicada em ovários <strong>de</strong> flores para<br />
induzir à formação <strong>de</strong> frutos sem sementes<br />
(partenocárpicos). Outro uso é a aplicação <strong>de</strong><br />
uma solução contendo auxina em caules cortados.<br />
Com isso, estes apresentam o <strong>de</strong>senvolvimento<br />
<strong>de</strong> gran<strong>de</strong> número <strong>de</strong> raízes, auxiliando na reprodução<br />
por meio <strong>de</strong> mudas.<br />
(A)<br />
(B)<br />
B1<strong>•</strong>T7 4<br />
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Zona <strong>de</strong> abscisão<br />
Baixo nível<br />
<strong>de</strong> auxina<br />
Parte do<br />
limbo é<br />
retirada<br />
Figura 3. (A) A formação da zona <strong>de</strong> abscisão <strong>de</strong>ve-se à<br />
redução da concentração <strong>de</strong> auxina na folha. (B) Auxinas<br />
favorecem a formação <strong>de</strong> raízes adventícias em caules<br />
cortados.<br />
Giberelinas<br />
Produzidas em embriões e gemas, as giberelinas<br />
provocam a distensão celular, contribuindo para<br />
o crescimento <strong>de</strong> diversas estruturas. Sua atuação<br />
é bastante diversificada:<br />
<strong>•</strong> Participam da conversão <strong>de</strong> gemas em ramos<br />
ou flores.<br />
<strong>•</strong> Aplicadas em plantas geneticamente anãs,<br />
<strong>de</strong>terminam seu crescimento e fazem com que<br />
atinjam o tamanho normal.<br />
<strong>•</strong> Algumas plantas <strong>de</strong> tamanho normal quando recebem<br />
giberelinas po<strong>de</strong>m apresentar gigantismo.<br />
Fabio Colombini<br />
As giberelinas também <strong>de</strong>senca<strong>de</strong>iam o processo<br />
<strong>de</strong> germinação <strong>de</strong> sementes. Uma semente<br />
permanece com reduzida ativida<strong>de</strong> metabólica<br />
quando conservada em local seco, temperatura<br />
baixa e baixo teor <strong>de</strong> gás oxigênio. Quando colocada<br />
em solo úmido, a semente absorve água<br />
e o embrião passa a produzir giberelinas, que<br />
estimulam a síntese <strong>de</strong> enzimas responsáveis pela<br />
<strong>de</strong>gradação das reservas <strong>de</strong> amido da semente. O<br />
embrião utiliza essas reservas e começa seu crescimento,<br />
emergindo da semente e <strong>de</strong>senvolvendo-se<br />
em uma planta jovem.<br />
Citocininas<br />
Produzidas no ápice da raiz, as citocininas são<br />
levadas para outras partes da planta pelo xilema;<br />
sua função é produzir o crescimento por divisão<br />
celular. Quando as citocininas são aplicadas em<br />
folhas, estas têm seu processo <strong>de</strong> senescência (envelhecimento)<br />
retardado. A ação <strong>de</strong>sse hormônio<br />
também ocorre:<br />
<strong>•</strong> Na germinação.<br />
<strong>•</strong> No <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> gemas em ramos ou<br />
flores.<br />
<strong>•</strong> Na conversão do ovário em fruto.<br />
Etileno<br />
Trata-se do gás etileno, gerado como resíduo <strong>de</strong><br />
combustão, como na queima <strong>de</strong> carvão e álcool.<br />
Vários tecidos vegetais, exceto sementes, produzem<br />
etileno. Suas principais ações são:<br />
<strong>•</strong> Desenca<strong>de</strong>ia a senescência das folhas, que<br />
produzem menos auxinas, acarretando sua<br />
abscisão.<br />
<strong>•</strong> Leva ao amadurecimento do fruto, que fica<br />
mais vistoso e adocicado, atraindo com isso<br />
animais que po<strong>de</strong>rão dispersar as sementes nele<br />
contidas.<br />
Ácido abscísico<br />
O ácido abscísico é produzido em alguns<br />
tecidos vegetais quando as condições ambientais<br />
são severas, como em baixas temperaturas; o<br />
hormônio promove redução do metabolismo,<br />
contribuindo para a sobrevivência da planta.<br />
Plantas submetidas à condição <strong>de</strong> seca produzem<br />
ácido abscísico que <strong>de</strong>senca<strong>de</strong>ia o fechamento<br />
<strong>de</strong> estômatos, reduzindo a perda <strong>de</strong> água na<br />
transpiração.<br />
O fruto normalmente produz ácido abscísico,<br />
que inibe a germinação das sementes. Isso é útil,<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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546 547<br />
Fabio Colombini<br />
pois evita a germinação <strong>de</strong> gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> sementes nas proximida<strong>de</strong>s da planta-mãe, o<br />
que produziria uma competição bastante elevada<br />
entre os <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes. O ácido abscísico po<strong>de</strong> ser<br />
removido pela água <strong>de</strong> chuva. Com o tempo, as<br />
sementes são dispersadas e germinam mais afastadas<br />
umas das outras, reduzindo a competição<br />
entre elas.<br />
MOVIMENTOS VEGETAIS<br />
Há três tipos básicos <strong>de</strong> movimentos vegetais:<br />
tactismo, nastismo e tropismo.<br />
Tactismos<br />
São caracterizados pela ocorrência <strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento<br />
(normalmente com “natação”). Quando<br />
o anterozói<strong>de</strong> <strong>de</strong> uma samambaia se <strong>de</strong>sloca<br />
em direção à oosfera, está sendo orientado por<br />
substâncias químicas, o que caracteriza um quimiotactismo.<br />
Caso o <strong>de</strong>slocamento seja orientado<br />
pela luz, recebe o nome <strong>de</strong> fototactismo.<br />
Nastismos<br />
São movimentos em que não se verifica <strong>de</strong>slocamento.<br />
Além disso, os nastismos apresentam<br />
reversibilida<strong>de</strong> e não <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da origem do<br />
estímulo.<br />
Um estômato, por exemplo, apresenta movimentos<br />
<strong>de</strong> abertura e fechamento (com reversibilida<strong>de</strong>).<br />
Em presença <strong>de</strong> luz ocorre sua abertura<br />
(não <strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> on<strong>de</strong> vem a luz).<br />
A planta como mimosa ou sensitiva fecha<br />
seus folíolos quando é tocada; <strong>de</strong>pois <strong>de</strong> alguns<br />
minutos volta a abrir os folíolos (reversibilida<strong>de</strong>).<br />
Além disso, ela executa o mesmo movimento <strong>de</strong><br />
fechamento não importando on<strong>de</strong> é tocada (não<br />
<strong>de</strong>pen<strong>de</strong> <strong>de</strong> on<strong>de</strong> vem o estímulo).<br />
Figura 4. A dormi<strong>de</strong>ira apresenta um conhecido movimento<br />
<strong>de</strong> fechamento dos folíolos quando é tocada.<br />
Tropismos<br />
São movimentos que não apresentam <strong>de</strong>slocamento,<br />
são irreversíveis e <strong>de</strong>pen<strong>de</strong>m da origem<br />
do estímulo.<br />
O tubo polínico cresce em direção ao óvulo orientado<br />
por substâncias químicas, caracterizando<br />
um quimiotropismo. Trepa<strong>de</strong>iras enroscam-se em<br />
um suporte, em resposta a um estímulo mecânico,<br />
o que i<strong>de</strong>ntifica o tigmotropismo.<br />
(A)<br />
(B)<br />
Figura 5. (A) O tubo polínico apresenta quimiotropismo.<br />
(B) Tigmotropismo em trepa<strong>de</strong>ira.<br />
O geotropismo é influenciado pela gravida<strong>de</strong> e<br />
po<strong>de</strong> ser verificado com uma planta colocada em<br />
posição horizontal sob iluminação difusa. A raiz<br />
curva-se para baixo e tem geotropismo positivo,<br />
ou seja, cresce no mesmo sentido da gravida<strong>de</strong>. O<br />
caule cresce para cima; tem geotropismo negativo<br />
(cresce em sentido contrário ao da gravida<strong>de</strong>).<br />
(A) Caule<br />
Estimulação e crescimento<br />
mais rápido<br />
(B) Raiz<br />
Inibição do crescimento<br />
Figura 6. O acúmulo <strong>de</strong> auxina na face inferior da planta<br />
<strong>de</strong>termina o geotropismo negativo do caule (A) e o geotropismo<br />
positivo da raiz (B).<br />
5<br />
Gabor Nemes/Kino<br />
B1<strong>•</strong>T7
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
FOTOPERIODISMO<br />
A floração <strong>de</strong> algumas plantas é influenciada<br />
pela duração do dia (fotoperíodo). A floração induzida<br />
pelo fotoperíodo é uma resposta fotoperiódica,<br />
assim como a queda <strong>de</strong> folhas (abscisão).<br />
Na floração, as gemas <strong>de</strong>senvolvem-se em<br />
flores sob estimulação hormonal. As folhas são<br />
as estruturas sensíveis ao fotoperíodo; apresentam<br />
um pigmento chamado fitocromo, <strong>de</strong> cor azul e <strong>de</strong><br />
natureza protéica, que <strong>de</strong>senca<strong>de</strong>ia as mudanças<br />
que conduzem à floração.<br />
Em relação ao fotoperíodo há três tipos <strong>de</strong><br />
plantas:<br />
<strong>•</strong> Planta <strong>de</strong> dia curto (PDC)<br />
<strong>•</strong> Planta <strong>de</strong> dia longo (PDL)<br />
<strong>•</strong> Planta indiferente<br />
B1<strong>•</strong>T7 6<br />
Plantas indiferentes não são afetadas pelo<br />
fotoperíodo na indução <strong>de</strong> floração. É o caso do<br />
tomate e do milho. Para facilitar o entendimento<br />
do significado <strong>de</strong> PDC e PDL, vamos consi<strong>de</strong>rar<br />
dois exemplos:<br />
Exemplo 1: uma varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> morango é<br />
planta <strong>de</strong> dia curto (PDC) e seu fotoperíodo crítico<br />
é <strong>de</strong> 10 horas. Isso significa que essa planta tem<br />
sua floração induzida quando exposta a 10 horas<br />
diárias <strong>de</strong> iluminação (seu fotoperíodo crítico) e<br />
também floresce com menos horas <strong>de</strong> exposição<br />
à luz (9 h, 8 h, 7 h, ..., 1 h).<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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548 549<br />
As curvaturas diferentes <strong>de</strong>vem-se ao acúmulo<br />
<strong>de</strong> auxina na face inferior da planta. Alto teor <strong>de</strong><br />
auxina estimula o caule (que se volta para cima)<br />
e inibe a raiz (cuja parte superior cresce mais e<br />
ocorre sua curvatura para baixo).<br />
O fototropismo é influenciado pela luz. Sob<br />
iluminação unilateral, o caule volta-se para a luz<br />
(fototropismo positivo) e a raiz afasta-se da<br />
luz (fototropismo negativo).<br />
A auxina é produzida no ápice do caule e<br />
migra em direção à extremida<strong>de</strong> da raiz. Com a<br />
iluminação lateral, há uma migração <strong>de</strong> auxina<br />
para o lado não iluminado, que passa a ter, em<br />
toda a sua extensão, maior concentração <strong>de</strong><br />
hormônio. O alto teor auxínico estimula o caule<br />
(que se volta para a luz) e inibe a raiz, cuja parte<br />
iluminada cresce mais e ocorre curvatura com o<br />
afastamento da luz.<br />
Auxina<br />
Coleóptilo<br />
Figura 7. A luz promove <strong>de</strong>slocamento <strong>de</strong> auxina, que<br />
se concentra no lado não iluminado, <strong>de</strong>terminando o<br />
fototropismo positivo do caule e o fototropismo negativo<br />
da raiz.<br />
1 h<br />
Com luz: floração<br />
10 h<br />
Fotoperíodo<br />
crítico<br />
O fotoperíodo crítico é específico <strong>de</strong> cada<br />
varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> planta, sendo i<strong>de</strong>ntificado experimentalmente.<br />
Exemplo 2: uma varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> aveia é planta<br />
<strong>de</strong> dia longo (PDL) e seu fotoperíodo crítico é <strong>de</strong><br />
9 horas. Isso significa que a planta tem sua floração<br />
induzida quando exposta a 9 horas diárias<br />
<strong>de</strong> iluminação (seu fotoperíodo crítico) e também<br />
floresce com mais horas diárias <strong>de</strong> exposição à luz<br />
(10 h, 11 h, ..., 24 h).<br />
9 h<br />
Fotoperíodo<br />
crítico<br />
Com luz: floração<br />
24 h<br />
Assim, conhecido o fotoperíodo crítico <strong>de</strong> uma<br />
planta, ela será consi<strong>de</strong>rada PDL se florescer acima<br />
<strong>de</strong>le; caso floresça abaixo do fotoperíodo crítico,<br />
a planta é do tipo PDC.<br />
Com o tempo foi <strong>de</strong>scoberto que o fator indutor<br />
da floração não é o tempo diário <strong>de</strong> exposição<br />
à luz e sim o tempo diário <strong>de</strong> permanência da<br />
planta no escuro. Isso significa que:<br />
<strong>•</strong> Planta <strong>de</strong> dia curto = Planta <strong>de</strong> noite longa;<br />
<strong>•</strong> Planta <strong>de</strong> dia longo = Planta <strong>de</strong> noite curta.<br />
(A) (B) (C)<br />
Dia longo Dia curto Dia curto com interrupção noturna<br />
24 h<br />
24 h 24 h<br />
Planta <strong>de</strong> dia curto<br />
Planta <strong>de</strong> dia longo<br />
Figura 8. (A) Em dias <strong>de</strong> verão, sob fotoperíodo longo, a planta<br />
<strong>de</strong> dia curto (<strong>de</strong> noite longa) não floresce e a <strong>de</strong> dia longo, sim.<br />
(B) Sob fotoperíodo curto, como nos dias <strong>de</strong> inverno, ocorre o<br />
inverso. (C) Se o período <strong>de</strong> escuridão for interrompido por curtos<br />
períodos <strong>de</strong> luz, a planta <strong>de</strong> dia curto não floresce e a <strong>de</strong> dia<br />
longo (<strong>de</strong> noite curta), sim.<br />
Retornando aos exemplos apresentados, temos:<br />
Exemplo 1: morango = PDC = Planta <strong>de</strong> noite longa<br />
Essa varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> planta tem a sua floração induzida com mais <strong>de</strong> 10 horas<br />
diárias no escuro (“noite longa”). A planta é induzida a florescer com longa exposição<br />
ao escuro. Caso ocorra uma interrupção no tempo <strong>de</strong> exposição ao escuro,<br />
iluminando a planta por alguns minutos, uma planta <strong>de</strong> noite longa (“dia curto”)<br />
<strong>de</strong>ixará <strong>de</strong> florescer.<br />
Exemplo 2: aveia = PDL = Planta <strong>de</strong> noite curta<br />
Essa varieda<strong>de</strong> <strong>de</strong> planta tem sua floração induzida com menos <strong>de</strong> 9 horas diárias<br />
no escuro (“noite curta”). A planta é induzida a florescer com curta exposição ao<br />
escuro. Caso ocorra uma interrupção no tempo <strong>de</strong> exposição ao escuro, iluminando<br />
a planta por alguns minutos, uma planta <strong>de</strong> noite curta (“dia longo”) continuará<br />
florescendo.<br />
7<br />
B1<strong>•</strong>T7
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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550 551<br />
Evolução biológica<br />
ADAPTAÇÃO DOS SERES VIVOS<br />
Golfinhos são mamíferos adaptados ao meio<br />
aquático: têm corpo hidrodinâmico, não possuem<br />
membros posteriores e sua cauda, dotada <strong>de</strong> lobos<br />
horizontais, impulsiona esses animais na água; os<br />
membros anteriores funcionam como nada<strong>de</strong>iras,<br />
que dão estabilida<strong>de</strong> e direção ao <strong>de</strong>slocamento.<br />
A respiração dos golfinhos é pulmonar e suas<br />
fossas nasais abrem-se em um único orifício na<br />
parte dorsal da cabeça. Com órgãos sensoriais<br />
<strong>de</strong>senvolvidos e agilida<strong>de</strong> conseguem localizar e<br />
capturar peixes, seu principal alimento.<br />
Assim, os golfinhos têm características adaptativas<br />
que possibilitam sua sobrevivência e<br />
reprodução no meio aquático. Essas adaptações<br />
po<strong>de</strong>m ser explicadas <strong>de</strong> dois modos distintos: pela<br />
visão criacionista (ou fixismo) ou pela abordagem<br />
evolucionista (transformismo).<br />
Golfinho Golfinho<br />
(A) Mamífero ancestral (B) Mamífero ancestral<br />
Figura 1. Golfinhos são adaptados ao meio aquático.<br />
(A) Na visão criacionista os golfinhos atuais são <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes<br />
<strong>de</strong> outros golfinhos <strong>de</strong>s<strong>de</strong> o início da vida. (B) Na<br />
visão evolucionista, os golfinhos atuais <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>m <strong>de</strong><br />
mamíferos terrestres.<br />
B2<strong>•</strong>T7 8<br />
B2<br />
tema<br />
7<br />
Para o criacionismo, os seres vivos foram<br />
criados por uma entida<strong>de</strong> divina e cada espécie<br />
foi gerada já adaptada ao seu ambiente. As espécies<br />
não sofreriam mudanças ao longo do tempo<br />
(daí o termo fixismo). Assim, os golfinhos atuais<br />
teriam as mesmas características <strong>de</strong>s<strong>de</strong> o início<br />
da vida. O transformismo admite que as espécies<br />
modificam-se ao longo do tempo, ou seja,<br />
estão sujeitas ao processo <strong>de</strong> evolução biológica.<br />
Segundo essa visão, os golfinhos atuais seriam<br />
<strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes <strong>de</strong> mamíferos <strong>de</strong> ambiente terrestre<br />
que se modificaram profundamente ao longo <strong>de</strong><br />
milhões <strong>de</strong> anos.<br />
Os fósseis são restos ou vestígios <strong>de</strong> seres vivos<br />
<strong>de</strong> épocas remotas. Eles constituem uma das mais<br />
importantes evidências empregadas nos estudos da<br />
evolução e mostram como eram os organismos do<br />
passado, o que apóia a idéia <strong>de</strong> que a vida sofreu<br />
mudanças ao longo do tempo. O estudo dos fósseis<br />
constitui a Paleontologia.<br />
Figura 2. O fóssil da foto é <strong>de</strong> uma espécie <strong>de</strong> preguiça-gigante,<br />
exposto no Museu Nacional, no Rio <strong>de</strong><br />
Janeiro.<br />
Epitacio Pessoa/AE<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
LAMARCKISMO<br />
O francês Jean Baptiste Lamarck foi um dos<br />
pioneiros na visão <strong>de</strong> evolução biológica para<br />
explicar a adaptação dos seres vivos ao meio<br />
ambiente. Em 1809 publicou o livro Filosofia<br />
zoológica, no qual <strong>de</strong>fendia a idéia <strong>de</strong> que a necessida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> adaptação ao ambiente seria responsável<br />
pelas mudanças evolutivas das espécies.<br />
Com a necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> adaptação, um animal<br />
po<strong>de</strong>ria empregar mais intensa e freqüentemente<br />
uma parte do corpo; essa parte acabaria se <strong>de</strong>senvolvendo<br />
estimulada pelo uso. As regiões do<br />
corpo com menor ativida<strong>de</strong> acabariam se atrofiando<br />
ou <strong>de</strong>saparecendo. Isso ficou caracterizado<br />
no pensamento lamarckista como “Lei do uso e<br />
<strong>de</strong>suso”.<br />
Lamarck também consi<strong>de</strong>rava que as mudanças<br />
ocorridas no organismo (<strong>de</strong>terminadas pelo<br />
maior ou menor uso <strong>de</strong> certas estruturas) po<strong>de</strong>riam<br />
ser transmitidas aos seus <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes. Essa<br />
parte do pensamento lamarckista ficou conhecida<br />
como “Lei da herança dos caracteres adquiridos”.<br />
Era <strong>de</strong>ssa forma que Lamarck entendia a evolução<br />
das espécies ao longo <strong>de</strong> várias gerações.<br />
Como seria uma explicação lamarckista para<br />
a evolução dos golfinhos?<br />
<strong>•</strong> Ancestral adaptado ao meio terrestre<br />
<strong>•</strong> Necessida<strong>de</strong> <strong>de</strong> ocupar o meio aquático (busca<br />
<strong>de</strong> alimento, proteção contra predadores)<br />
<strong>•</strong> Para ocupar o meio aquático, era necessário<br />
um esforço para nadar (uso e <strong>de</strong>suso)<br />
<strong>•</strong> Isso teria causado mudanças no corpo do<br />
animal (formato hidrodinâmico, nada<strong>de</strong>iras)<br />
<strong>•</strong> As características adquiridas teriam sido<br />
transmitidas para seus <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes<br />
<strong>•</strong> Descen<strong>de</strong>nte adaptado ao meio aquático<br />
Um dos pontos mais frágeis da explicação<br />
lamarckista está no fato <strong>de</strong> que características<br />
adquiridas durante a vida não são hereditárias.<br />
Na realida<strong>de</strong>, quando animais se reproduzem sexuadamente,<br />
geram gametas, os quais apresentam<br />
genes, os verda<strong>de</strong>iros responsáveis pela herança<br />
biológica.<br />
DARWINISMO<br />
O inglês Charles Darwin publicou em 1859<br />
o livro A origem das espécies, no qual propõe<br />
outro mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> processo evolutivo. Darwin, ao<br />
contrário <strong>de</strong> Lamarck, procurou acumular fatos<br />
e realizar experimentos que apoiassem a visão <strong>de</strong><br />
ocorrência <strong>de</strong> evolução biológica. O mecanismo<br />
que ele sugeriu foi:<br />
<strong>•</strong> As espécies apresentam variabilida<strong>de</strong>, ou seja,<br />
há indivíduos que diferem <strong>de</strong> outros em algum<br />
aspecto;<br />
<strong>•</strong> Em ambiente selvagem os indivíduos geram<br />
muitos <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes, mas nem todos sobrevivem;<br />
<strong>•</strong> Apenas os mais adaptados sobrevivem e se<br />
reproduzem;<br />
<strong>•</strong> Ao longo <strong>de</strong> várias gerações ocorre o acúmulo<br />
<strong>de</strong> mudanças e a espécie se transforma.<br />
O ambiente é responsável pelo processo <strong>de</strong><br />
seleção natural, permitindo a sobrevivência e<br />
a reprodução dos mais adaptados.<br />
Darwin foi influenciado pelo trabalho <strong>de</strong><br />
Malthus sobre populações. Segundo Malthus,<br />
a população humana estaria crescendo em progressão<br />
geométrica e a produção <strong>de</strong> alimentos<br />
em progressão aritmética. Num certo momento<br />
não haveria alimento suficiente, <strong>de</strong>senca<strong>de</strong>ando<br />
uma gran<strong>de</strong> luta pela sobrevivência. Darwin<br />
consi<strong>de</strong>rou que na natureza há uma luta pela<br />
existência e que apenas os mais aptos conseguem<br />
sobreviver; a partir disso, elaborou o conceito <strong>de</strong><br />
seleção natural.<br />
Como seria uma explicação darwinista para a<br />
origem dos golfinhos?<br />
<strong>•</strong> População <strong>de</strong> ancestrais terrestres.<br />
<strong>•</strong> Variabilida<strong>de</strong>: surgem indivíduos com modificações<br />
que permitem maior facilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> <strong>de</strong>slocamento na água (patas modificadas,<br />
por exemplo).<br />
<strong>•</strong> Seleção natural: os indivíduos dotados <strong>de</strong><br />
modificações têm mais vantagens (fogem <strong>de</strong><br />
predadores e conseguem alimento na água).<br />
Esses indivíduos vivem mais tempo e <strong>de</strong>ixam<br />
mais <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes.<br />
<strong>•</strong> Adaptação: com o tempo, a população fica<br />
constituída por indivíduos adaptados ao meio<br />
aquático.<br />
Resumindo, a adaptação dos golfinhos atuais<br />
ao meio aquático <strong>de</strong>ve-se à atuação da seleção<br />
natural sobre as variações presentes nos ancestrais<br />
dos golfinhos.<br />
9<br />
B2<strong>•</strong>T7
Fotos: Stephen Dalton/Min<strong>de</strong>n Pictures – Stock Photos<br />
Outro exemplo elucidativo <strong>de</strong> darwinismo é o<br />
das mariposas da Inglaterra. Os bosques ingleses,<br />
antes da industrialização, apresentavam troncos<br />
<strong>de</strong> árvores recobertos com liquens <strong>de</strong> cor clara.<br />
Esses bosques apresentavam duas varieda<strong>de</strong>s da<br />
mariposa pertencente à espécie Biston betularia:<br />
clara (mais abundante) e escura ou melânica (mais<br />
rara). A industrialização ocorrida mais no final do<br />
século XIX empregou carvão como combustível,<br />
o que tornou escuros os troncos das árvores dos<br />
bosques vizinhos às áreas industriais. Nessas<br />
condições, a varieda<strong>de</strong> escura <strong>de</strong> mariposa tornouse<br />
mais abundante do que a varieda<strong>de</strong> clara.<br />
A presença <strong>de</strong> pássaros predadores <strong>de</strong> mariposas<br />
completa o quadro: em ambiente claro,<br />
a varieda<strong>de</strong> escura torna-se mais visível para os<br />
predadores, que as <strong>de</strong>voram em maior quantida<strong>de</strong>,<br />
reduzindo seu número na população. Em<br />
ambiente escurecido pela poluição as mariposas<br />
claras ficam mais evi<strong>de</strong>nciadas; seu número sofre<br />
redução <strong>de</strong>vido à ação mais intensa dos pássaros<br />
predadores.<br />
(A)<br />
(B)<br />
B2<strong>•</strong>T7 10<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
Figura 3. O clássico caso das mariposas. A variabilida<strong>de</strong> é<br />
representada pelas modalida<strong>de</strong>s clara e escura (melânica).<br />
A seleção natural é proporcionada pelo ambiente (que<br />
inclui os pássaros predadores). (A) Em meio claro, as<br />
mariposas claras mostram-se mais adaptadas. (B) Em meio<br />
escuro, a varieda<strong>de</strong> escura é a mais adaptada.<br />
LAMARCK E DARWIN<br />
Os dois cientistas compartilham a idéia <strong>de</strong> que<br />
os seres vivos evoluem, mas explicam o processo<br />
evolutivo <strong>de</strong> modo diferente.<br />
ANCESTRAL TERRESTRE DO GOLFINHO<br />
Lamarck Darwin<br />
O ambiente impõe necessida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> adaptação,<br />
<strong>de</strong>senca<strong>de</strong>ando modificações<br />
evolutivas.<br />
O ambiente atua selecionando<br />
as variações mais<br />
adaptativas.<br />
GOLFINHO ATUAL (AQUÁTICO)<br />
A <strong>de</strong>scrição da adaptação do golfinho ao<br />
meio aquático também seria expressa <strong>de</strong> modo<br />
distinto:<br />
Para Lamarck: “O golfinho tem nada<strong>de</strong>iras<br />
para <strong>de</strong>slocar-se na água”.<br />
Para Darwin: “O golfinho po<strong>de</strong> <strong>de</strong>slocar-se na<br />
água porque tem nada<strong>de</strong>iras”.<br />
NEODARWINISMO OU TEORIA<br />
SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO<br />
A explicação darwinista esbarrou em uma<br />
gran<strong>de</strong> dificulda<strong>de</strong>: como surge a variação <strong>de</strong>ntro<br />
<strong>de</strong> uma espécie? No caso dos ancestrais dos golfinhos,<br />
como po<strong>de</strong>ria ocorrer a modificação <strong>de</strong><br />
patas adaptadas ao meio terrestre em nada<strong>de</strong>iras?<br />
O próprio Darwin não conseguiu dar uma resposta<br />
satisfatória para essas questões. No entanto,<br />
no século XX, o <strong>de</strong>senvolvimento da Genética<br />
forneceu elementos que enriqueceram e completaram<br />
a teoria evolucionista <strong>de</strong> Darwin.<br />
As variações são <strong>de</strong>correntes <strong>de</strong> muitos fatores,<br />
entre os quais <strong>de</strong>stacam-se a recombinação genética<br />
proporcionada pelo crossing over na meiose<br />
e as mutações. A ampliação do darwinismo pela<br />
Genética constitui o neodarwinismo ou <strong>Teoria</strong><br />
sintética da evolução.<br />
Mutações e recombinação variabilida<strong>de</strong><br />
seleção natural sobrevivência e reprodução<br />
dos mais adaptados.<br />
Mutações po<strong>de</strong>m ocorrer em todos os seres<br />
vivos. No entanto, ocorrem ao acaso (são aleatórias),<br />
não sendo possível prever quais genes<br />
sofrerão mutações nem o resultado que será alcançado.<br />
As mutações po<strong>de</strong>m trazer benefícios ao<br />
seu portador, mas também po<strong>de</strong>m ser indiferentes<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
552 553<br />
ou, ainda, causar danos (o que é mais freqüente). As mutações são submetidas à<br />
seleção natural e, caso tragam prejuízo ao seu portador, po<strong>de</strong>m ser eliminadas da<br />
população.<br />
Mutações po<strong>de</strong>m ocorrer em células somáticas ou em células germinativas<br />
(as que originam gametas). Mutações herdáveis são as que ocorrem em células<br />
germinativas.<br />
Um exemplo clássico <strong>de</strong> neodarwinismo refere-se ao inseticida DDT, o primeiro<br />
a ser empregado em larga escala. O DDT foi muito utilizado para combater insetos<br />
transmissores <strong>de</strong> doenças ou causadores <strong>de</strong> pragas na agricultura. As aplicações <strong>de</strong><br />
DDT em insetos <strong>de</strong> uma região surtiam um efeito notável, reduzindo dramaticamente<br />
a sua população. No entanto, com o tempo, o inseticida acabava “per<strong>de</strong>ndo<br />
seu efeito”, isto é, já não <strong>de</strong>terminava a gran<strong>de</strong> redução do número <strong>de</strong> insetos<br />
nocivos como ocorria nas primeiras aplicações. Como explicar esse fenômeno?<br />
Inicialmente havia na população uma maioria <strong>de</strong> insetos sensíveis ao DDT<br />
e uma minoria <strong>de</strong> insetos resistentes; os resistentes teriam surgido por mutações<br />
aleatórias. Com o uso continuado do inseticida, os sensíveis foram eliminados e<br />
os resistentes sobreviveram, <strong>de</strong>ixando mais <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes. Depois <strong>de</strong> algumas gerações,<br />
os insetos resistentes passaram a ser a varieda<strong>de</strong> predominante. Portanto,<br />
o inseticida promoveu a seleção dos resistentes.<br />
VARIABILIDADE<br />
Insetos<br />
sensíveis<br />
(maioria)<br />
Caso similar ocorre com bactérias submetidas à ação <strong>de</strong> um antibiótico. É comum<br />
que um antibiótico perca sua eficácia após algum tempo <strong>de</strong> uso no tratamento<br />
<strong>de</strong> uma <strong>de</strong>terminada doença bacteriana.<br />
Isso não po<strong>de</strong> ser explicado pelo fato <strong>de</strong> as bactérias se acostumarem com o<br />
produto ou mesmo adquirirem resistência ao antibiótico. Na realida<strong>de</strong>, o antibiótico<br />
seleciona bactérias mutantes resistentes, que sobrevivem, multiplicam-se e passam<br />
a predominar na população.<br />
ESPECIAÇÃO<br />
Insetos<br />
resistentes<br />
(minoria)<br />
DDT<br />
(agente<br />
selecionador)<br />
PREDOMÍNIO DE<br />
INSETOS<br />
RESISTENTES<br />
(adaptados ao DDT)<br />
Correspon<strong>de</strong> ao processo <strong>de</strong> formação <strong>de</strong> novas espécies. Espécies diferentes<br />
encontram-se em isolamento reprodutivo, ou seja, em condições naturais normalmente<br />
não se cruzam; se ocorrer cruzamento, não geram <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes férteis. Um<br />
caso muito conhecido envolve o cruzamento <strong>de</strong> duas espécies diferentes: a égua com<br />
o jumento; o resultado po<strong>de</strong> ser a formação <strong>de</strong> um burro (macho) ou uma mula<br />
(fêmea), que são estéreis. Isso significa que égua e jumento estão em isolamento<br />
reprodutivo, pois embora se cruzem não produzem <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes férteis.<br />
11<br />
B2<strong>•</strong>T7
égua jumento<br />
burro mula<br />
Para <strong>de</strong>screver o mecanismo <strong>de</strong> especiação<br />
vamos consi<strong>de</strong>rar o caso <strong>de</strong> duas espécies pertencentes<br />
ao mesmo gênero: Pan troglodytes (chimpanzé)<br />
e Pan paniscus (o chimpanzé “pigmeu” ou<br />
bonobo). Em estado selvagem, cada uma <strong>de</strong>ssas<br />
espécies vive em uma margem diferente do rio<br />
Congo, em florestas <strong>de</strong>nsas do Zaire.<br />
(B)<br />
B2<strong>•</strong>T7 12<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
óvulo espermatozói<strong>de</strong><br />
zigoto<br />
(A) CID<br />
Figura 4. Duas espécies aparentadas: (A) chimpanzé,<br />
geralmente maior e com lábios mais finos; formam<br />
bandos dominados por machos bastante agressivos. (B)<br />
bonobo, apresenta crânio mais gracioso e lábios mais<br />
grossos; seu comportamento social é mais dócil que o<br />
do chimpanzé.<br />
Frans Lanting/Min<strong>de</strong>n Pictures – Stock Photos<br />
O rio Congo é atualmente intransponível para<br />
essas duas espécies, que se mantêm isoladas. No<br />
entanto, evidências geológicas apontam que esse<br />
rio já foi mais estreito, com leito menos profundo<br />
e apresentava menor volume <strong>de</strong> água. Admite-se<br />
que havia uma única espécie do gênero Pan, cujos<br />
membros podiam passar <strong>de</strong> uma margem do rio<br />
para outra. No entanto, o alargamento do rio e<br />
seu aprofundamento separaram o grupo em duas<br />
populações, iniciando a formação <strong>de</strong> duas espécies<br />
atuais que apresentavam um ancestral comum.<br />
As etapas da formação <strong>de</strong> novas espécies são:<br />
1. Há uma população pertencente a uma única<br />
espécie.<br />
2. Ocorre a separação do grupo em duas<br />
populações por meio <strong>de</strong> uma barreira física (rio,<br />
vale, mar, <strong>de</strong>serto). As duas populações ficam em<br />
isolamento geográfico e não po<strong>de</strong>m se cruzar.<br />
3. Com o tempo, ocorrem mutações diferentes<br />
em cada população. As mutações são submetidas<br />
à seleção natural <strong>de</strong> cada ambiente. Ao longo do<br />
tempo as diferenças po<strong>de</strong>m aumentar.<br />
4. Se o isolamento geográfico for interrompido<br />
<strong>de</strong> alguma forma, as populações po<strong>de</strong>m se encontrar<br />
e há duas possibilida<strong>de</strong>s:<br />
<strong>•</strong> Ocorre cruzamento com a formação <strong>de</strong> <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes<br />
férteis. Isso significa que as duas<br />
populações pertencem à mesma espécie, mas<br />
po<strong>de</strong>m ser <strong>de</strong> raças ou subespécies diferentes.<br />
<strong>•</strong> Não ocorre a formação <strong>de</strong> <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes férteis.<br />
Isso caracteriza o estado <strong>de</strong> isolamento reprodutivo<br />
e há, portanto, duas espécies diferentes.<br />
IRRADIAÇÃO E CONVERGÊNCIA<br />
Há dois padrões principais <strong>de</strong> mudanças evolutivas<br />
relacionadas com a formação <strong>de</strong> novas<br />
espécies: a irradiação adaptativa e a convergência<br />
adaptativa; em ambos a seleção natural tem papel<br />
fundamental.<br />
Irradiação adaptativa<br />
Um ancestral comum <strong>de</strong>u origem ao chimpanzé<br />
e ao bonobo. No entanto, uma espécie po<strong>de</strong> ser<br />
o ponto <strong>de</strong> partida para a formação <strong>de</strong> inúmeras<br />
espécies que ocupam ambientes diferentes; é o que<br />
se <strong>de</strong>nomina irradiação adaptativa.<br />
Irradiação adaptativa: um ancestral origina<br />
espécies adaptadas a ambientes diferentes.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
554 555<br />
Segundo dados paleontológicos e outras informações, admite-se que o ancestral<br />
dos mamíferos era um insetívoro <strong>de</strong> pequeno porte. Ao longo do tempo, pelos mecanismos<br />
<strong>de</strong> especiação, formam-se diferentes espécies <strong>de</strong> mamíferos que passaram<br />
a ocupar ambientes diversos, nos quais foram submetidos à seleção natural.<br />
Embora as espécies atuais <strong>de</strong> mamíferos tenham inúmeras diferenças, elas têm<br />
em comum alguns atributos, como glândulas mamárias, respiração pulmonar,<br />
coração com quatro cavida<strong>de</strong>s e homeotermia.<br />
Lobo<br />
Leão-marinho<br />
Antílope<br />
Morcego<br />
Esquilo<br />
Castor<br />
Baleia<br />
Chimpanzé<br />
Ancestral<br />
Preguiça<br />
Figura 5. Irradiação adaptativa dos mamíferos a partir <strong>de</strong> um ancestral comum.<br />
Convergência adaptativa<br />
Na irradiação adaptativa um ancestral comum ocupa diferentes ambientes nos<br />
quais atua a seleção natural específica; nesse processo surgem espécies adaptadas a<br />
ambientes diferentes e com parentesco evolutivo evi<strong>de</strong>nte. O processo <strong>de</strong> convergência<br />
adaptativa tem um padrão oposto. Ocorre, por exemplo, entre um tubarão<br />
e um golfinho. Esses animais têm ancestrais diferentes que passaram a viver no<br />
mesmo ambiente aquático on<strong>de</strong> foram (e são) submetidos a critérios semelhantes<br />
<strong>de</strong> seleção natural; essas espécies tornam-se parecidas em muitos aspectos externos,<br />
como o formato hidrodinâmico e a presença <strong>de</strong> nada<strong>de</strong>iras.<br />
Convergência adaptativa: ancestrais diferentes ocupam o mesmo ambiente<br />
e tornam-se semelhantes em aspectos externos.<br />
Foca<br />
Toupeira<br />
Marmota<br />
Veado<br />
Urso<br />
13<br />
B2<strong>•</strong>T7
CID<br />
CID<br />
(A)<br />
(B)<br />
B2<strong>•</strong>T7 14<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
Figura 6. Convergência adaptativa. É notável a semelhança<br />
externa entre (A) tubarão e (B) golfinho. Eles<br />
estão adaptados ao mesmo ambiente e <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>m <strong>de</strong><br />
ancestrais diferentes.<br />
HOMOLOGIA E ANALOGIA<br />
Internamente, a nada<strong>de</strong>ira <strong>de</strong> uma baleia é<br />
semelhante ao membro superior do ser humano;<br />
externamente, porém, é bastante parecida com<br />
a nada<strong>de</strong>ira <strong>de</strong> um peixe. Homem e baleia têm<br />
ancestral comum e estão adaptados a ambientes<br />
diferentes; trata-se <strong>de</strong> irradiação adaptativa. O<br />
membro superior humano e a nada<strong>de</strong>ira <strong>de</strong> baleia<br />
apresentam homologia: têm a mesma estrutura<br />
interna e <strong>de</strong>senvolvem-se a partir da mesma<br />
região embrionária. A existência <strong>de</strong> semelhanças<br />
anatômicas e embrionárias é consi<strong>de</strong>rada como<br />
uma clássica evidência <strong>de</strong> evolução, assim como<br />
o estudo dos fósseis.<br />
Baleia e peixe têm ancestrais diferentes e estão<br />
adaptados ao mesmo ambiente, caracterizando<br />
um caso <strong>de</strong> convergência adaptativa. As nada<strong>de</strong>iras<br />
<strong>de</strong> baleia e <strong>de</strong> peixe apresentam analogia,<br />
são semelhantes externamente e <strong>de</strong>sempenham a<br />
mesma função, mas sua estrutura interna é muito<br />
diferente.<br />
(A)<br />
(B)<br />
Figura 7. Homologia entre membro superior humano<br />
(A) e nada<strong>de</strong>ira <strong>de</strong> baleia (B), que é análoga à nada<strong>de</strong>ira<br />
<strong>de</strong> peixe (C).<br />
BASES GENÉTICAS DA<br />
EVOLUÇÃO<br />
Em capítulos anteriores <strong>de</strong> Genética clássica<br />
foram analisados heredogramas <strong>de</strong> grupos familiares<br />
e cruzamentos entre indivíduos. Agora<br />
estudaremos a genética <strong>de</strong> populações como um<br />
todo. O conceito <strong>de</strong> pool gênico é fundamental<br />
para essa análise: correspon<strong>de</strong> à totalida<strong>de</strong> dos<br />
alelos <strong>de</strong> uma população.<br />
Em Genética clássica, foram apresentados casos<br />
<strong>de</strong> herança com dominância. Por exemplo, o<br />
alelo para pigmentação normal (A) é dominante<br />
em relação ao alelo que condiciona albinismo (a).<br />
Uma indagação freqüente é: o alelo recessivo “a”<br />
ten<strong>de</strong> a ser eliminado ao longo das gerações? A<br />
resposta é negativa; apesar <strong>de</strong> ser recessivo, o alelo<br />
“a” ten<strong>de</strong> a ser mantido nas gerações seguintes,<br />
sem afetar a sua porcentagem na totalida<strong>de</strong> da<br />
população. Mas isso só é válido em certas condições,<br />
que mantêm o equilíbrio genético das<br />
populações.<br />
Equilíbrio <strong>de</strong> Hardy-Weinberg<br />
Em 1908 dois trabalhos in<strong>de</strong>pen<strong>de</strong>ntes — um<br />
do matemático inglês G. H. Hardy e outro do<br />
médico alemão W. Weinberg — mostraram a<br />
condição <strong>de</strong> equilíbrio genético das populações.<br />
Uma população mantém-se estável geneticamente<br />
ao longo das gerações se:<br />
<strong>•</strong> Não apresentar mutações;<br />
<strong>•</strong> Não estiver sujeita à atuação da seleção natural;<br />
<strong>•</strong> Os cruzamentos ocorrerem ao acaso (população<br />
panmítica), sem a existência <strong>de</strong> seleção<br />
sexual;<br />
<strong>•</strong> Não tiver migrações;<br />
<strong>•</strong> For bastante gran<strong>de</strong>.<br />
(C)<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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556 557<br />
A seguir são apresentadas as justificativas acerca <strong>de</strong>ssas condições <strong>de</strong> equilíbrio.<br />
As mutações introduzem genes novos e po<strong>de</strong>m trazer vantagens para seus<br />
portadores. Insetos mutantes resistentes a <strong>de</strong>terminado inseticida proliferam e predominam<br />
quando o meio apresenta o inseticida. No caso, o inseticida atua como<br />
elemento selecionador, que favorece a sobrevivência dos indivíduos resistentes.<br />
Há vários tipos <strong>de</strong> seleção sexual. Por exemplo, em pássaros é comum que os<br />
indivíduos portadores <strong>de</strong> uma plumagem mais vistosa tenham mais chance <strong>de</strong> se<br />
reproduzir, <strong>de</strong>ixando maior número <strong>de</strong> <strong>de</strong>scen<strong>de</strong>ntes; esse padrão genético ten<strong>de</strong>,<br />
então, a aumentar na população.<br />
Migrações po<strong>de</strong>m promover a entrada ou saída <strong>de</strong> indivíduos portadores <strong>de</strong><br />
<strong>de</strong>terminado tipo <strong>de</strong> alelo, cuja freqüência na população po<strong>de</strong> aumentar. A migração<br />
<strong>de</strong> albinos da população 1 para a população 2 reduz a freqüência do alelo<br />
“a” em 1 e eleva em 2.<br />
População 1<br />
Caso a população apresente variações nas freqüências <strong>de</strong> seus alelos componentes,<br />
<strong>de</strong>ixa o seu estado <strong>de</strong> equilíbrio e passa para um processo <strong>de</strong> evolução.<br />
Assim, do ponto <strong>de</strong> vista genético, tem-se que:<br />
aa<br />
População 2<br />
Finalmente, populações gran<strong>de</strong>s são mais estáveis geneticamente do que populações<br />
reduzidas, quando são submetidas a processos casuais. Numa população<br />
hipotética <strong>de</strong> aves, por exemplo, há indivíduos amarelos (10% do total) e indivíduos<br />
ver<strong>de</strong>s (90% do total). Uma chuva <strong>de</strong> granizo não é seletiva para nenhuma das<br />
duas varieda<strong>de</strong>s. Uma população <strong>de</strong> 100 indivíduos <strong>de</strong>ve sofrer maiores alterações<br />
na distribuição <strong>de</strong> varieda<strong>de</strong> amarela (que po<strong>de</strong> até ser dizimada) do que uma<br />
população <strong>de</strong> 100.000 indivíduos.<br />
Granizo<br />
10 amarelos<br />
90 ver<strong>de</strong>s<br />
100 indivíduos<br />
Sujeitos a maiores<br />
mudanças na freqüência<br />
Granizo<br />
10.000 amarelos<br />
90.000 ver<strong>de</strong>s<br />
100.000 indivíduos<br />
Têm menor probabilida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> alterações na freqüência<br />
Evolução correspon<strong>de</strong> à alteração do equilíbrio genético das populações.<br />
Cálculo das freqüências gênicas e genotípicas.<br />
Consi<strong>de</strong>rando os alelos “A” e “a”, presentes em uma população hipotética, a<br />
freqüência do alelo “A” somada à freqüência do alelo “a” correspon<strong>de</strong> a 100%<br />
(ou 1,0). Supondo que o alelo “A” corresponda a 80% (0,8) do total <strong>de</strong> genes para<br />
o caráter consi<strong>de</strong>rado, a freqüência <strong>de</strong> “a” será <strong>de</strong> 20% (ou 0,2).<br />
Po<strong>de</strong>-se representar matematicamente esses dados da seguinte forma:<br />
p = freqüência <strong>de</strong> “A” (0,8)<br />
q = freqüência <strong>de</strong> “a” (0,2)<br />
Então, tem-se que:<br />
p + q = 1,0<br />
0,8 + 0,2 = 1,0<br />
15<br />
B2<strong>•</strong>T7
Os genótipos possíveis nessa população são AA, Aa e aa. Como será a freqüência<br />
<strong>de</strong>sses genótipos na próxima geração, se forem mantidas as condições <strong>de</strong> equilíbrio<br />
<strong>de</strong> Hardy-Weinberg?<br />
Os cruzamentos ocorridos ao acaso po<strong>de</strong>riam ser assim representados:<br />
Gametas<br />
A<br />
p = 0,8<br />
a<br />
q = 0,2<br />
Gametas<br />
B2<strong>•</strong>T7 16<br />
A<br />
P = 0,8<br />
AA<br />
p p = 0,8 0,8<br />
p 2 = 0,64<br />
Aa<br />
p q = 0,8 0,2<br />
p q = 0,16<br />
a<br />
q = 0,2<br />
Aa<br />
p q = 0,8 0,2<br />
p q = 0,16<br />
aa<br />
q q = 0,2 0,2<br />
q 2 = 0,04<br />
Assim, as freqüências genotípicas da população serão:<br />
AA + Aa + aa = 1<br />
– – –<br />
<br />
0,64 + 0,32 + 0,04 = 1<br />
– – –<br />
<br />
p 2<br />
<br />
<br />
ou<br />
(p + q) 2 = 1<br />
+ 2pq + q 2 = 1<br />
Em resumo, o princípio <strong>de</strong> Hardy-Weinberg é dado pelas expressões p + q = 1.<br />
Freqüência <strong>de</strong> alelos:<br />
f(A) + f(a) = 1<br />
Freqüência <strong>de</strong> genótipos:<br />
(p + q) 2 = 1<br />
p 2 + 2pq + q 2 = 1<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
<br />
<br />
f(AA) + f(Aa) + f(aa) = 1<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
558 559<br />
O ciclo menstrual<br />
Todos os meses, o útero das mulheres e das <strong>de</strong>mais<br />
fêmeas <strong>de</strong> primatas fica pronto para receber<br />
filhotes em gestação. Quando a gravi<strong>de</strong>z não se<br />
configura, a pare<strong>de</strong> interna do útero, o endométrio,<br />
<strong>de</strong>scama sob a forma <strong>de</strong> um fluxo, chamado<br />
fluxo menstrual. Esse ciclo se repete em períodos<br />
mais ou menos constantes graças a um feedback<br />
negativo existente entre a hipófise e os ovários.<br />
(A)<br />
Clitóris<br />
Lábio maior<br />
Hímen<br />
(C)<br />
Lábio menor<br />
Ânus<br />
Ovário<br />
(B)<br />
Reto<br />
Tuba uterina<br />
Ligamento<br />
próprio<br />
Colo<br />
Vagina<br />
Abertura da uretra<br />
Abertura da vagina<br />
Vagina<br />
Uretra<br />
Ovário<br />
Útero<br />
Endométrio<br />
Tuba uterina<br />
Útero<br />
Bexiga urinária<br />
Púbis<br />
Clitóris<br />
Lábio menor<br />
Lábio maior<br />
Figura 1. Sistema reprodutor feminino. (A) Vista externa;<br />
(B) órgãos internos em corte lateral (a bexiga não faz parte<br />
do sistema reprodutor) e (C) em visão frontal.<br />
B3<br />
17<br />
tema<br />
13<br />
A hipófise produz dois hormônios que agem<br />
sobre os ovários, as gonadotrofinas e, em resposta,<br />
os ovários produzem dois hormônios ovarianos.<br />
A primeira gonadotrofina é o Hormônio Folículo<br />
Estimulante (FSH), que, como seu nome diz,<br />
estimula o <strong>de</strong>senvolvimento do folículo ovariano,<br />
em cujo interior se forma o gameta feminino. O<br />
folículo por sua vez produz estrógeno, hormônio<br />
ovariano responsável pelas características sexuais<br />
femininas, como <strong>de</strong>senvolvimento <strong>de</strong> mamas, <strong>de</strong><br />
quadris, formação <strong>de</strong> pêlos pubianos, entre outras.<br />
Como existe o feedback negativo, um alto nível<br />
<strong>de</strong> estrógeno inibe a produção e secreção <strong>de</strong> FSH,<br />
evento que em geral ocorre por volta do 10 o dia<br />
do ciclo. Com a queda dos níveis <strong>de</strong> FSH, a hipófise<br />
começa a secretar a segunda gonadotrofina,<br />
o Hormônio Luteinizante (LH), responsável por<br />
romper o folículo ovariano e conseqüentemente<br />
liberar o gameta feminino, na chamada ovulação,<br />
o que torna a mulher fértil por volta do 14 o dia<br />
do ciclo.<br />
Folículo ovariano Folículo em maturação<br />
Corpo albicans Corpo lúteo<br />
Folículo<br />
maduro<br />
Folículo<br />
roto<br />
Figura 2. Corte lateral <strong>de</strong> um ovário mostra as transformações<br />
por que passa um folículo ovariano ao longo <strong>de</strong><br />
um ciclo menstrual.<br />
Após sua ruptura, o folículo ovariano adquire<br />
a cor amarela e passa a se chamar corpo lúteo,<br />
responsável agora pela produção do segundo hormônio<br />
ovariano, chamado <strong>de</strong> progesterona, que<br />
prepara o organismo para a gestação. Junto com<br />
B3<strong>•</strong>T13
o estrógeno, a progesterona aumenta o fluxo sanguíneo<br />
na pare<strong>de</strong> interna do útero, o endométrio,<br />
aumentando conseqüentemente sua espessura, com<br />
o objetivo <strong>de</strong> receber o óvulo já fecundado.<br />
A progesterona faz feedback negativo com o<br />
LH, diminuindo o nível <strong>de</strong>ste. Sem LH não existe<br />
manutenção do corpo lúteo e, em conseqüência,<br />
não há secreção <strong>de</strong> progesterona. Sem progesterona,<br />
que é responsável pela manutenção do<br />
endométrio <strong>de</strong>senvolvido, este <strong>de</strong>scama sob a<br />
forma <strong>de</strong> fluxo menstrual, processo que se inicia<br />
por volta do 28 o dia do ciclo.<br />
Estrógeno e<br />
progesterona FSH e LH<br />
Endométrio<br />
Folículo<br />
ovariano<br />
Menstruação<br />
B3<strong>•</strong>T13 18<br />
LH<br />
FSH<br />
Estrógeno<br />
Progesterona<br />
21 28 1 7 14 21 28 1<br />
Figura 3. Durante o ciclo menstrual ocorrem variações<br />
nas concentrações dos hormônios LH, FSH, estrógeno e<br />
progesterona e no espessamento do endométrio.<br />
GRAVIDEZ<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
Caso ocorra gravi<strong>de</strong>z, o nível <strong>de</strong> progesterona<br />
<strong>de</strong>ve ser mantido durante nove meses. Nos três<br />
primeiros meses <strong>de</strong> gestação a progesterona é<br />
produzida pelo corpo lúteo no ovário. Antes da<br />
gestação o corpo lúteo era mantido pelo LH; durante<br />
a gestação o corpo lúteo é mantido pelo hormônio<br />
Gonadotrofina Corônica Humana (HCG),<br />
produzido pelo ovo a partir <strong>de</strong> sua nidificação no<br />
útero. O HCG é o hormônio pesquisado no sangue<br />
ou na urina para o diagnóstico <strong>de</strong> gravi<strong>de</strong>z.<br />
Nos últimos seis meses <strong>de</strong> gestação, a progesterona<br />
é produzida diretamente pela placenta,<br />
dispensando assim a manutenção do corpo lúteo<br />
que então regri<strong>de</strong>.<br />
1<br />
Ovócito II<br />
2<br />
Ovário<br />
Ovulação<br />
Espermatozói<strong>de</strong><br />
Ovócito II<br />
1 2 3<br />
Figura 4. A fecundação se dá na trompa <strong>de</strong> Falópio,<br />
originando o zigoto ou célula-ovo (1), que passa por mitoses<br />
consecutivas. No terceiro dia após a fecundação, o<br />
embrião é uma massa compacta <strong>de</strong> células (2). No quarto<br />
dia, o acúmulo <strong>de</strong> líquido no embrião separa dois grupos<br />
<strong>de</strong> células, a camada externa, chamada trofoblasto, e<br />
a massa celular interna (3). O embrião chega ao útero<br />
entre o quarto e o quinto dia <strong>de</strong>pois da fecundação e<br />
implanta-se no endométrio por volta do sétimo dia (4).<br />
Essa implantação, chamada nidação, se completa entre o<br />
décimo e o 12 o dia, momento em que o embrião começa<br />
a produzir e a liberar HCG.<br />
CICLO ANOVULATÓRIO<br />
Uma forma muito usual <strong>de</strong> anticoncepção é<br />
o uso pela mulher <strong>de</strong> doses combinadas <strong>de</strong> estrógeno<br />
e progesterona, em pílulas, injeções ou<br />
anéis vaginais. Assim, ela <strong>de</strong>ixa <strong>de</strong> produzir FSH<br />
e LH, graças ao mecanismo <strong>de</strong> feedback negativo,<br />
e não ovula em seu ciclo. Quando seu corpo <strong>de</strong>ixa<br />
<strong>de</strong> receber o estrógeno e a progesterona, a mulher<br />
menstrua normalmente.<br />
3<br />
4<br />
4<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
560 561<br />
Embriologia<br />
O DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO<br />
O estudo do <strong>de</strong>senvolvimento embrionário é útil na compreensão dos processos<br />
que levam à formação <strong>de</strong> um indivíduo adulto e contribui para o esclarecimento<br />
<strong>de</strong> relações evolutivas entre muitos grupos animais.<br />
B3<br />
Do zigoto à gástrula<br />
O <strong>de</strong>senvolvimento se inicia com a fecundação e prossegue com mitoses iniciais<br />
(clivagem ou segmentação), gerando duas células que formam quatro e assim sucessivamente.<br />
Dessa forma, no início do <strong>de</strong>senvolvimento embrionário, a quantida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> células dobra a cada ciclo <strong>de</strong> divisão; no entanto, esse ritmo será alterado em<br />
etapas ulteriores.<br />
As primeiras células resultantes das clivagens são <strong>de</strong>nominadas blastômeros.<br />
Quando constituem uma massa <strong>de</strong> células compactas, o conjunto passa a ser <strong>de</strong>nominado<br />
mórula.<br />
Zigoto Mórula<br />
Figura 1. Clivagem resultando em blastômeros. A mórula tem o mesmo volume do zigoto, mas<br />
sua superfície aumenta consi<strong>de</strong>ravelmente, o que amplia a captação <strong>de</strong> gás oxigênio empregado<br />
na respiração do embrião.<br />
As células da mórula continuam a se dividir e po<strong>de</strong>m se afastar formando uma<br />
cavida<strong>de</strong>. Isso caracteriza a fase <strong>de</strong>nominada blástula; sua cavida<strong>de</strong> é a blastocele.<br />
Em alguns casos, ocorre a entrada <strong>de</strong> uma faixa <strong>de</strong> células da blástula para a blastocele,<br />
num processo <strong>de</strong> invaginação. Isso gera a gástrula, constituída por duas<br />
camadas celulares: o ecto<strong>de</strong>rma (externo) e o endo<strong>de</strong>rma (interno). A cavida<strong>de</strong><br />
da gástrula é o arquêntero, que correspon<strong>de</strong> à cavida<strong>de</strong> digestória primitiva, cuja<br />
abertura é o blastóporo.<br />
Blastocele Arquêntero Blastóporo<br />
Blástula Gástrula<br />
Endo<strong>de</strong>rma Ecto<strong>de</strong>rma<br />
Figura 2. A blástula típica tem uma camada celular <strong>de</strong>limitando a blastocele. Um dos pólos da blástula<br />
sofre invaginação. A gástrula é dotada <strong>de</strong> duas camadas celulares, uma cavida<strong>de</strong> e uma abertura.<br />
19<br />
tema<br />
14<br />
B3<strong>•</strong>T14
O blastóporo po<strong>de</strong> originar a boca ou ânus. Assim, os animais po<strong>de</strong>m ser divididos,<br />
em relação à evolução do blastóporo, em dois grupos:<br />
<strong>•</strong> Protostômios: o blastóporo origina a boca, como nos anelí<strong>de</strong>os, nos moluscos<br />
e nos artrópo<strong>de</strong>s.<br />
<strong>•</strong> Deuterostômios: o blastóporo origina o ânus, como se dá em equino<strong>de</strong>rmos e<br />
cordados.<br />
A formação da nêurula<br />
A etapa seguinte à gástrula é a nêurula e seu surgimento envolve a formação<br />
do tubo neural e do meso<strong>de</strong>rma. O ecto<strong>de</strong>rma situado na parte dorsal do embrião<br />
sofre alterações que levam à formação do tubo nervoso dorsal.<br />
1 Placa neural<br />
Ecto<strong>de</strong>rma<br />
3<br />
B3<strong>•</strong>T14 20<br />
Ecto<strong>de</strong>rma<br />
Figura 3. O ecto<strong>de</strong>rma dorsal apresenta dobramentos cujas bordas se unem, constituindo o tubo<br />
neural.<br />
4<br />
2<br />
Sulco<br />
neural<br />
Crista<br />
neural<br />
Tubo neural<br />
Ao mesmo tempo que o tubo neural está sendo formado, a parte dorsal do<br />
arquêntero se expan<strong>de</strong>, formando o meso<strong>de</strong>rma, composto <strong>de</strong> duas partes:<br />
<strong>•</strong> A notocorda, <strong>de</strong>rivada da porção superior do arquêntero; nos vertebrados a<br />
notocorda é substituída pela coluna vertebral.<br />
<strong>•</strong> Bolsas mesodérmicas, oriundas das laterais do arquêntero. Cada bolsa apresenta<br />
uma cavida<strong>de</strong> <strong>de</strong>nominada celoma.<br />
Ecto<strong>de</strong>rma<br />
Notocorda<br />
Endo<strong>de</strong>rma<br />
Arquêntero<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
Celoma é uma cavida<strong>de</strong> inteiramente <strong>de</strong>limitada por meso<strong>de</strong>rma.<br />
Tubo neural<br />
Celoma<br />
Meso<strong>de</strong>rma<br />
Figura 4. Nêurula é a fase em<br />
que se originam o tubo neural<br />
e o meso<strong>de</strong>rma. Somitos são<br />
unida<strong>de</strong>s segmentares do<br />
meso<strong>de</strong>rma lateral.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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562 563<br />
Organogênese<br />
A partir da fase <strong>de</strong> nêurula são formados os diversos órgãos que constituem<br />
um adulto, como se vê na tabela a seguir:<br />
ECTODERMA ENDODERMA MESODERMA<br />
Epi<strong>de</strong>rme<br />
Anexos epidérmicos:<br />
unhas, pêlos, penas,<br />
glândulas (sudoríparas,<br />
sebáceas, mamárias)<br />
Sistema nervoso<br />
Revestimento da boca,<br />
do nariz e do ânus<br />
Esmalte <strong>de</strong>ntário<br />
Receptores dos órgãos<br />
sensoriais<br />
Revestimento do tubo<br />
digestório<br />
Fígado e pâncreas<br />
Revestimento da laringe, da<br />
traquéia, dos brônquios e dos<br />
pulmões<br />
Revestimento da bexiga<br />
urinária<br />
CLASSIFICAÇÃO EMBRIOLÓGICA<br />
Derme<br />
Músculos<br />
Sangue<br />
Vasos sangüíneos e coração<br />
Rins<br />
Testículos, ovários, útero<br />
Ossos, cartilagens e tecidos<br />
conjuntivos<br />
Dentina<br />
Os animais dotados <strong>de</strong> cavida<strong>de</strong> digestória apresentam dois padrões <strong>de</strong> organização:<br />
<strong>•</strong> Animais diblásticos: são constituídos por dois folhetos embrionários, o ecto<strong>de</strong>rma<br />
e o meso<strong>de</strong>rma, apenas. Esse é o padrão dos celenterados.<br />
<strong>•</strong> Animais triblásticos: possuem os três folhetos embrionários, ecto<strong>de</strong>rma, meso<strong>de</strong>rma<br />
e endo<strong>de</strong>rma. Esse padrão ocorre dos platelmintos aos cordados. No<br />
entanto, o meso<strong>de</strong>rma não forma celoma nos platelmintos, por isso são <strong>de</strong>nominados<br />
acelomados. Os nemató<strong>de</strong>os são pseudocelomados, pois apresentam<br />
uma cavida<strong>de</strong> parcialmente revestida por meso<strong>de</strong>rma. Celomados são dotados<br />
<strong>de</strong> cavida<strong>de</strong> totalmente revestida por meso<strong>de</strong>rma e compreen<strong>de</strong>m anelí<strong>de</strong>os,<br />
moluscos, artrópo<strong>de</strong>s, equino<strong>de</strong>rmos e cordados.<br />
(A)<br />
Ecto<strong>de</strong>rma<br />
Meso<strong>de</strong>rma<br />
Endo<strong>de</strong>rma<br />
Cavida<strong>de</strong><br />
digestiva<br />
(C)<br />
Ecto<strong>de</strong>rma<br />
Meso<strong>de</strong>rma<br />
Endo<strong>de</strong>rma<br />
Cavida<strong>de</strong><br />
digestiva<br />
Celoma<br />
Platelminto<br />
Anelí<strong>de</strong>o<br />
(B)<br />
Ecto<strong>de</strong>rma<br />
Meso<strong>de</strong>rma<br />
Endo<strong>de</strong>rma<br />
Cavida<strong>de</strong><br />
digestiva<br />
Pseudoceloma Nemató<strong>de</strong>o<br />
Figura 5. Organização dos triblásticos. (A) Acelomado.<br />
(B) Pseudocelomado. (C) Celomado. Nas classificações<br />
atuais os celomados são divididos em protostômios<br />
(anelí<strong>de</strong>os, moluscos e artrópo<strong>de</strong>s) e <strong>de</strong>uterostômios<br />
(equino<strong>de</strong>rmos e cordados).<br />
21<br />
B3<strong>•</strong>T14
ANEXOS EMBRIONÁRIOS<br />
Em geral, os embriões <strong>de</strong> anfíbios <strong>de</strong>senvolvem-se<br />
em meio aquático. As reservas do ovo<br />
suprem suas necessida<strong>de</strong>s iniciais <strong>de</strong> alimento e a<br />
água circundante fornece gás oxigênio e recebe<br />
as excretas metabólicas, como o gás carbônico<br />
e a amônia.<br />
Répteis e aves<br />
O embrião <strong>de</strong> répteis e aves <strong>de</strong>senvolve-se em<br />
meio terrestre, envolvido por uma casca calcárea,<br />
que é porosa e permite a ocorrência <strong>de</strong> trocas gasosas<br />
com o ambiente. O alimento é fornecido pela<br />
gema (vitelo) e pela clara, que também constitui<br />
uma fonte <strong>de</strong> água.<br />
O embrião <strong>de</strong> répteis e aves <strong>de</strong>senvolve anexos<br />
embrionários, que correspon<strong>de</strong>m a membranas<br />
extra-embrionárias, ricas em vasos sanguíneos<br />
e que auxiliam no <strong>de</strong>senvolvimento do embrião.<br />
Os anexos são:<br />
<strong>•</strong> Saco vitelínico: envolve o vitelo e é responsável<br />
pela absorção <strong>de</strong> nutrientes que são enviados<br />
ao embrião por meio <strong>de</strong> vasos sanguíneos.<br />
<strong>•</strong> Alantói<strong>de</strong>: acumula excretas nitrogenadas<br />
(ácido úrico, <strong>de</strong> baixa toxicida<strong>de</strong>).<br />
<strong>•</strong> Âmnio: envolve o embrião e acumula o líquido<br />
amniótico, que assegura a proteção contra<br />
<strong>de</strong>sidratação e abalos mecânicos.<br />
<strong>•</strong> Cório: envolve todos os anexos e proporciona<br />
proteção.<br />
Alantói<strong>de</strong><br />
Câmara<br />
aérea<br />
CO 2<br />
B3<strong>•</strong>T14 22<br />
<strong>Semi</strong>-<strong>extensivo</strong> <strong>Uno</strong> <strong>Biologia</strong> <strong>Ca<strong>de</strong>rno</strong> <strong>de</strong> <strong>Teoria</strong> 4<br />
O 2<br />
Membrana<br />
corioalantói<strong>de</strong><br />
Vitelo<br />
Saco vitelino<br />
Casca<br />
Clara<br />
Âmnio<br />
Embrião<br />
Membrana<br />
do ovo<br />
Cório<br />
Figura 6. Os anexos embrionários asseguram condições<br />
a<strong>de</strong>quadas ao <strong>de</strong>senvolvimento no interior do ovo.<br />
Com o tempo, as reservas vão se esgotando: o<br />
alantói<strong>de</strong> expan<strong>de</strong>-se com o acúmulo <strong>de</strong> excretas,<br />
e fica junto ao cório; esses dois anexos constituem<br />
o alantocório, que participa do transporte <strong>de</strong> materiais<br />
entre casca e embrião: no sentido casca <br />
embrião, ocorre a veiculação <strong>de</strong> gás oxigênio do<br />
ar e cálcio da casca. No sentido embrião casca,<br />
é transportado o gás carbônico que se difun<strong>de</strong><br />
para o ar. Com o <strong>de</strong>senvolvimento embrionário<br />
completado, o indivíduo formado rompe a casca<br />
(mais frágil pela retirada <strong>de</strong> cálcio) e inicia uma<br />
nova etapa <strong>de</strong> sua vida.<br />
Mamíferos e placenta<br />
O <strong>de</strong>senvolvimento embrionário dos mamíferos<br />
placentários tem adaptações à fecundação<br />
interna e viviparida<strong>de</strong>. O embrião <strong>de</strong>senvolve-se<br />
no interior da mãe, obtendo a proteção e outras<br />
condições <strong>de</strong> <strong>de</strong>senvolvimento. O sangue materno<br />
é fonte <strong>de</strong> alimento e gás oxigênio; também constitui<br />
o local para on<strong>de</strong> são eliminados os resíduos<br />
metabólicos, como o gás carbônico e a uréia.<br />
Um dos ovários da fêmea adulta libera o ovócito<br />
II que passa para a tuba uterina próxima,<br />
local on<strong>de</strong> ocorre a fecundação. O zigoto formado<br />
sofre clivagem enquanto é impelido em<br />
direção ao útero. São sucessivamente formados os<br />
blastômeros e a mórula; já no útero, forma-se a<br />
blástula, que recebe a <strong>de</strong>nominação <strong>de</strong> blastocisto,<br />
com aproximadamente 64 células. A blástula tem<br />
uma camada externa <strong>de</strong> células (trofoblasto) e um<br />
grupo interno, chamado massa celular interna,<br />
que dá origem ao organismo do embrião. A<br />
massa celular interna é um aglomerado <strong>de</strong> células-tronco,<br />
com capacida<strong>de</strong> <strong>de</strong> originar mais <strong>de</strong><br />
200 tipos especializados <strong>de</strong> células que formarão<br />
o organismo adulto. A blástula inicia o processo<br />
<strong>de</strong> implantação na camada interna do útero (o<br />
endométrio).<br />
A blástula continua seu <strong>de</strong>senvolvimento. A<br />
massa celular interna gera o embrião e 3 anexos<br />
(âmnio, saco vitelínico e alantói<strong>de</strong>). O trofoblasto<br />
origina o cório, que se expan<strong>de</strong> e forma vilosida<strong>de</strong>s,<br />
aumentando o contato com o endométrio;<br />
a estrutura discói<strong>de</strong> constituída por trofoblasto<br />
e parte do endométrio constitui a placenta, com<br />
cerca <strong>de</strong> 20 cm <strong>de</strong> diâmetro.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
Reprodução proibida. Art.184 do Código Penal e Lei 9.610 <strong>de</strong> 19 <strong>de</strong> fevereiro <strong>de</strong> 1998.<br />
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564 565<br />
Pare<strong>de</strong> uterina<br />
Cordão<br />
Âmnio<br />
Embrião<br />
Vasos<br />
sangüíneos<br />
Vilosida<strong>de</strong><br />
Sangue<br />
materno<br />
Figura 7. Os anexos embrionários <strong>de</strong> mamíferos são os<br />
mesmos presentes nos répteis, mas apresentam algumas<br />
adaptações específicas. O alantói<strong>de</strong> e o saco vitelínico<br />
são vazios e tomam parte na formação do cordão umbilical.<br />
Parte do cório e parte do endométrio constituem<br />
a placenta.<br />
A placenta secreta hormônios e realiza trocas<br />
<strong>de</strong> materiais entre o sangue do filho e o sangue<br />
materno, não ocorrendo troca direta <strong>de</strong> sangue<br />
entre mãe e filho.<br />
No sentido mãe filho, são transferidos gás<br />
oxigênio e nutrientes; no sentido filho mãe,<br />
passam gás carbônico e uréia.<br />
TIPOS DE OVOS<br />
O óvulo apresenta em seu citoplasma uma<br />
quantida<strong>de</strong> variável <strong>de</strong> reserva, o vitelo ou lécito,<br />
constituído principalmente por lipídios e<br />
proteínas. A classificação dos ovos baseia-se na<br />
quantida<strong>de</strong> e na distribuição <strong>de</strong> vitelo, e po<strong>de</strong> ser<br />
mais bem compreendida a partir da evolução dos<br />
vertebrados terrestres: anfíbios <strong>de</strong>ram origem aos<br />
répteis; ramos distintos <strong>de</strong> répteis evoluíram e<br />
formaram aves e mamíferos.<br />
Os anfíbios apresentam ovos sem casca e sua<br />
fecundação é externa. Com o <strong>de</strong>senvolvimento<br />
forma-se uma larva (girino, nos sapos e rãs) que<br />
busca seu alimento no ambiente. A quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong><br />
vitelo não é reduzida como nos mamíferos e nem<br />
tão elevada como nos répteis e nas aves.<br />
Os répteis e as aves têm fecundação externa,<br />
ovos com casca, <strong>de</strong>senvolvimento fora do corpo<br />
materno; não ocorre formação <strong>de</strong> larvas. O ovo<br />
tem os nutrientes necessários a todo <strong>de</strong>senvolvimento,<br />
o que significa uma gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong><br />
<strong>de</strong> vitelo.<br />
Os mamíferos placentários <strong>de</strong>senvolvem-se<br />
no interior do organismo materno e o embrião<br />
obtém nutrientes a partir da placenta. Assim, fica<br />
fácil enten<strong>de</strong>r que mamíferos tenham ovo com<br />
pouco vitelo, distribuído homogeneamente pelo<br />
citoplasma.<br />
Na classificação dos principais tipos <strong>de</strong> ovos<br />
incluem-se os insetos. A fecundação dos insetos é<br />
interna e o ovo <strong>de</strong>senvolve-se fora do organismo<br />
materno. A maioria dos insetos forma larva antes<br />
<strong>de</strong> atingir a forma adulta; a larva obtém alimento<br />
no ambiente. Ovos <strong>de</strong> insetos apresentam uma<br />
razoável quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> vitelo.<br />
Núcleo P.A.<br />
(A) (B) (C) (D)<br />
P.V.<br />
OLIGOLÉCITO<br />
Núcleo P.A.<br />
P.V.<br />
HETEROLÉCITO<br />
Núcleo Citoplasma<br />
Núcleo<br />
TELOLÉCITO<br />
P.A. – pólo animal<br />
P.V. – pólo vegetativo<br />
Figura 8. Principais tipos <strong>de</strong> ovos. (A) Oligolécito, alécito<br />
ou isolécito. Apresenta pequena quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> vitelo,<br />
com distribuição homogênea; ocorre em mamíferos<br />
placentários, protocordados e equino<strong>de</strong>rmos. (B) Mediolécito,<br />
heterolécito ou telolécito incompleto. Tem<br />
quantida<strong>de</strong> intermediária <strong>de</strong> vitelo, mais concentrado no<br />
pólo vegetativo; ocorre em anfíbios. (C) Megalécito ou<br />
telolécito completo. Tem gran<strong>de</strong> quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong> vitelo e<br />
o núcleo fica em uma pequena porção no pólo animal;<br />
ocorre em répteis, aves e mamíferos monotremados. (D)<br />
Centrolécito. Tem núcleo central envolvido por vitelo;<br />
ocorre em insetos e crustáceos.<br />
A quantida<strong>de</strong> e a distribuição <strong>de</strong> vitelo interferem<br />
no tipo <strong>de</strong> clivagem, uma vez que o vitelo<br />
é bastante <strong>de</strong>nso e dificulta o processo <strong>de</strong> divisão<br />
celular. Assim, células com pouco vitelo divi<strong>de</strong>mse<br />
mais rapidamente do que aquelas com gran<strong>de</strong><br />
quantida<strong>de</strong> <strong>de</strong>sse material.<br />
Há dois tipos <strong>de</strong> segmentação: total e parcial.<br />
<strong>•</strong> Total ou holoblástica: ocorre em ovos oligolécitos<br />
e mediolécitos e caracteriza-se pelo fato<br />
<strong>de</strong> o zigoto dividir-se integralmente, originando<br />
dois blastômeros. Os blastômeros divi<strong>de</strong>m-se<br />
formando quatro, os quais geram oito células.<br />
Em ovos oligolécitos, os oito blastômeros têm<br />
as mesmas dimensões; trata-se <strong>de</strong> uma segmentação<br />
total e igual. Em ovos mediolécitos, na<br />
fase <strong>de</strong> oito blastômeros distinguem-se quatro<br />
<strong>de</strong>les com menor tamanho (são os micrômeros,<br />
com pouco vitelo) e quatro com maior tamanho<br />
(são os macrômeros, dotados <strong>de</strong> mais vitelo).<br />
Trata-se <strong>de</strong> uma segmentação total e <strong>de</strong>sigual.<br />
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CENTROLÉCITO<br />
B3<strong>•</strong>T14