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VestCursos – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.VestCursos.com.br 171 Curso de Biologia LOTE TRATAMENTO RESPOSTA 1 As folhas da metade inferior da planta foram expostas a 10 horas de luz e 14 de escuro, e a metade superior (sem folhas) foi exposta a 14 horas de luz e 10 de escuro. Surgiram flores em todos os ápices caulinares das plantas. 2 As folhas da metade inferior da planta foram expostas a 14 horas de luz e 10 de escuro, e a metade superior (sem folhas) foi exposta a 10 horas de luz e 14 de escuro. As plantas não floresceram. Com base no experimento acima, pergunta-se: D) Que órgão da planta foi o responsável pela percepção do estímulo para a floração? E) Como se explica o surgimento de flores em todos os ápices caulinares das plantas do lote 1? 18. (UNIRIO) O fotoperiodismo é uma reação do organismo às proporções relativas de luminosidade e escuridão num ciclo de 24 horas. Esse termo também pode ser aplicado para explicar a floração nas Angiospermas. Nesse caso, ao invés de uma estrutura, existe um pigmento especial relacionado à captação da luz - o fitocromo. Cite um outro fenômeno que ocorra nas plantas e que aconteça em virtude de ação dos fitocromos. 19. (UFMG) Para avaliar-se o ritmo biológico de duas plantas de espécies diferentes - I e II -, elas foram submetidas, artificialmente, a dias longos (16 horas) e noites longas (20 horas). 1. Observe estas figuras: Explique por que apenas a planta da espécie I floresceu. 2. Uma planta mantida no escuro por 12 horas, após receber um feixe de luz vermelha diretamente sobre uma de suas folhas por 15 minutos, floresceu, conforme mostrado nestas figuras: Explique o que ocorreria se a folha fotoinduzida fosse retirada da planta imediatamente após sua iluminação. Justifique sua resposta. 3. Observe este quadro: PERÍODOS DE FLORAÇÃO DE TRÊS ESPÉCIES VEGETAIS CULTIVADAS EM CONDIÇÕES NATURAIS EM ALGUNS PAÍSES DE CLIMA TEMPERADO PERÍODOS DE FLORAÇÃO Jan/mar Abril/jun Jul/set Out/dez Lycopersicum esculentum (tomate) X X X X Triticum aestivum (trigo) X X Glycine max (soja) X X Com base nos dados desse quadro, cite os prováveis períodos de floração das três espécies, se fossem cultivadas em condições naturais no Brasil. Justifique sua resposta. 20. (UFG) Ao visitar, no mês de julho, uma instituição de pesquisa nos EUA, um pesquisador brasileiro observou uma angiosperma florida e se interessou pelo estudo do ciclo reprodutivo desse vegetal. Ao retornar ao Brasil, iniciou uma pesquisa, a esse respeito, com a mesma planta. Contudo, observou que o florescimento dessa angiosperma ocorreu no mês de janeiro. O estudo foi concluído após a observação de todas as fases do ciclo reprodutivo da planta. Considerando as observações feitas pelo pesquisador, no Brasil, A) como se explica a floração das plantas ter ocorrido no mês de janeiro? B) cite quatro fases consecutivas do ciclo reprodutivo dessa planta. VestCursos – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.VestCursos.com.br 172 Curso de Biologia AULA 15 – Introdução à Zoologia A categoria taxonômica mais elevada que será estudada a partir deste capítulo é o Reino Animal, definida segundo características comuns a todos os animais: organismos eucariontes, multicelulares, heterotróficos e que obtêm seus alimentos por ingestão de nutrientes do meio. Mesmo dentro de critérios assim tão amplos, podemos encontrar exceções, em função de fatores diversos, como adaptações de organismos a meios de vida especiais. É o que ocorre, por exemplo, com alguns endoparasitas que perderam a capacidade de ingestão de nutrientes, obtendo-se por absorção direta dos líquidos do corpo dos organismos parasitados. Neste capítulo, vamos discutir algumas das características mais generalizadas dos grupos situados logo abaixo do reino – os filos –, que são muito utilizadas na tentativa de se entender a filogenia do Reino Animal. Essas características, frequentemente encontramos durante o desenvolvimento embrionário e não apenas no organismo adulto, são: níveis de organização do corpo, simetria, disposição das estruturas relacionadas com a digestão, número de folhetos germinativos e presença de celoma. Além dessas, mencionaremos também a metameria, embora ela não tenha um caráter filogenético e apareça em grupos com histórias evolutivas distintas. Níveis de organização do corpo Todos os animais começam seu desenvolvimento a partir de uma única célula: a célula-ovo ou zigoto. Essa célula sofre várias divisões mitóticas, dando origem a organismos multicelulares. Alguns animais desenvolvem-se até um conjunto de células que não chega a formar tecidos verdadeiros, enquanto a maioria atinge níveis de organização superior a tecidos, tais como órgãos e sistemas. É possível, assim, distinguir dois grandes grupos: - Parazoa (parazoário): representado pelos Porifera (esponjas), no qual não há formação de tecidos verdadeiros; - Eumetazoa (eumetazoário): representado por todos os outros animais, que possuem tecidos diferenciados. Dentre os Eumetazoa distinguem-se dois outros grupos: o dos organismos que não passam do nível e organização superior a tecidos, do qual fazem parte os cnidários, e o dos organismos que já apresentam os órgãos reunidos em sistemas definidos, compreendendo a maioria dos Eumetazoa. Número de folhetos germinativos Dois grandes grupos de animais distinguem-se com base no número de folhetos germinativos que surgem durante o desenvolvimento do embrião: os diploblásticos, ou diblásticos, e os triploblásticos, ou triblásticos. Os diblásticos possuem dois folhetos germinativos: a ectoderme, mais externa, e a endoderme, mais interna. Os triblásticos possuem três folhetos germinativos: a ectoderme, a endoderme e um folheto denominado mesoderme, que ocorre entre os outros dois. São animais diblásticos os cnidários. Os demais eumetazoários são triblásticos. Presença de celoma Entre os animais triploblásticos distinguem-se três grandes grupos: celomados, acelomados e pseudocelomados. Os celomados são aqueles que possuem celoma, cavidade interna do corpo totalmente delimitada pela mesoderme. Nos acelomados, a mesoderme preenche totalmente o espaço entre a ectoderme e a endoderme, não havendo formação de cavidade. Já os pseudocelomados possuem cavidade interna denominada pseudoceloma (falso celoma), pois é delimitada pela mesoderme e pela endoderme. São acelomados os platelmintos; pseudocelomados os nemátodas e celomados os demais eumetazoários triploblásticos. Acelomado. VestCursos – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.VestCursos.com.br 173 Curso de Biologia Pseudocelomado. Celomado. Dois outros grandes grupos podem ser distinguidos entre os celomados, com base no tipo de desenvolvimento embrionário da mesoderme e do celoma. Em um deles, a mesoderme origina- se a partir de células situadas ao redor da estrutura que dará origem ao tubo digestivo do adulto; são formadas várias células a partir de fendas que se abrem na endoderme; tais células são denominadas teloblastos. Estas posteriormente se organizam formando uma membrana que delimita o celoma. O celoma assim formado chama-se esquizoceloma (do grego ‘cavidade dividida’), e os animais que o apresentam são denominados esquizocelomados. Outro modo de formação da mesoderme e do celoma é a partir de evaginações da endoderme, formando bolsas que se dispõem entre a ectoderme e a endoderme. Essas bolsas se desprendem, havendo diferenciação de mesoderme e da cavidade por ela delimitada: o celoma. Nesses casos, o celoma é denominado enteroceloma, e os animais que o possuem, enterocelomados. São esquizocelomados os moluscos, os anelídeos e os artrópodes; são enterocelomados os equinodermos e os cordados. Disposição das estruturas relacionadas com a digestão São três ostipos básicos de disposição: rede de canais, tubo com uma abertura e tubo com duas aberturas. A disposição em rede de canais é exclusiva das esponjas. Nessa rede, existem células flageladas que, em função do batimento dos flagelos, estabelecem correntes de água que entram no corpo do animal por pequenos poros e que saem por uma abertura única denominada ósculo. Essas correntes transportam partículas alimentares, que são capturadas pelas células flageladas. Não existe um tubo digestivo. A presença de um tubo digestivo começa a ser verificada a partir dos cnidários. Animais com tubo digestivo são chamados de enterozoários, e o tubo digestivo pode ter uma abertura (enterozoários incompletos) ou duas aberturas (enterozoários completos) para o exterior. A disposição em tubo ou saco aberto em um só ponto é típica dos cnidários e dos platelmintos. Nesses casos, a abertura única atua como boca e ânus. A disposição em um tubo com duas aberturas ocorre nos demais bilatérias. Durante o desenvolvimento embrionário, esse tubo começa como um saco aberto em um só ponto; posteriormente, este se alonga e outra abertura se forma, geralmente no extremo oposto à primeira. Uma dessas aberturas desenvolve-se em boca e a outra em ânus. Estabelece-se a passagem de alimento em um só sentido: da boca para o ânus. No tubo que se forma entre esses dois orifícios, há diferenciação de regiões com funções específicas, a órgãos como faringe, esôfago, estômago e intestino. Entre os eumetazoários podem-se distinguir dois outros grandes grupos de animais: o dos protostômios e o dos deuterostômios. VestCursos – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.VestCursos.com.br 174 Curso de Biologia Nos protostômios a primeira abertura do tubo digestivo, surgida durante o desenvolvimento embrionário, diferencia-se em boca e, nos deuterostômios, em ânus. São protostômios os nemátodas, anelídeos, moluscos e artrópodes; são deuterostômios os equinodermos e os cordados. Entre os eumetazoas com uma abertura, os platelmintos são animais protostômios. Não se aplica o termo protostômio ou deuterostômio para cnidários, pois esse termo tem sido aplicado tradicionalmente somente para animais triblásticos. Esquema da origem da boca e do ânus nos metazoários. Simetria A simetria é a divisão imaginária do corpo de um organismo em metades especulares. Quanto a esse caráter, os animais podem ter simetria radial (ou radiada) ou bilateral. Na simetria radial, existem vários planos de simetria (vários planos que passam pelo centro do corpo geram simetria). Apenas duas faces do corpo podem ser reconhecidas, a dorsal e a ventral. Na simetria bilateral, existe um único plano de simetria, chamado plano sagital, que divide o corpo metades direita e esquerda, e serve de referência para a identificação das regiões anterior (cefálica, cabeça) e posterior (caudal, cauda). Existem, no entanto, animais cujo corpo não pode ser dividido em metades especulares. Nesses casos, não existe simetria, falando-se em animais assimétricos. A maioria dos animais possui o mesmo tipo de simetria desde a fase embrionária até a fase adulta. Alguns, entretanto, têm um tipo de simetria na fase embrionária e outro na fase adulta, caso em que a mudança está geralmente associada a adaptações dos adultos a modos de vida especiais. A simetria observada no embrião ou na larva é denominada primária e no adulto, secundária. Se, durante o desenvolvimento embrionário de um indivíduo, a simetria do embrião ou da larva for diferente da simetria do adulto, é a simetria primária que fornece indícios da real estrutura do corpo do animal, sob o ponto de vista taxonômico- evolutivo. Os animais com simetria primária radial são chamados radiados e os com simetria primária bilateral, bilatérias. São radiados os poríferos e os cnidários, e bilatérias todos os demais. As esponjas, apesar de terem simetria primária radial, podem apresentar-se assimétricas na fase adulta, como ocorre com muitas de suas espécies. Alguns cnidários, como é o caso das anêmonas-do-mar, possuem simetria secundária bilateral, com base na organização interna do corpo. Entre os bilatérias, alguns possuem simetria secundária radial, como é o caso dos equinodermos, representados pelas estrelas-do-mar. VestCursos – Curso de Biologia – Prof. Landim – www.VestCursos.com.br 175 Curso de Biologia Metameria Um organismo metamérico apresenta o corpo dividido em porções semelhantes, ordenadas ao longo do eixo do corpo e separadas umas das outras por tabiques de mesoderme. Cada porção dessas é um segmento individualizado, que recebe o nome de metâmero; fala-se, então, em segmentação metamérica ou metameria. A metameria só ocorre em bilatérias, triblásticos e celomados, estando restrita aos anelídeos, artrópodes e cordados. Nos anelídeos, os metâmeros são bem evidentes, enquanto, nos artrópodes, verifica-se fusão de segmentos formando os tagmas, como a cabeça, o tórax e o abdome. Metameria em anelídeos. Metameria com tagmatização em artrópodes. Nos cordados, percebe-se a metameria apenas em algumas estruturas, como é o caso de certos músculos que têm organização metamérica. Metameria parcial em cordados (evidente em algumas estruturas do corpo, como é o caso da musculatura sob a pele, formando os blocos musculares chamados miótomos). Uma provável filogenia dos animais Com base nas características generalizadas discutidas, é possível tentar compreender a evolução dos animais. O esquema a seguir apresenta uma provável história evolutiva (filogenia) dos animais, aceita por muitos zoólogos. Não é, no entanto, a única. De acordo com ela, os animais surgiram provavelmente de protozoários flagelados coloniais, que teriam se especializado, aumentando a interdependência celular. Dessa maior especialização, teriam surgido, de um lado, os parazoários, representados pelas esponjas, e, de outro, os eumetazoários, que apresentam maior interdependência entre suas células, formando tecidos verdadeiros. Entre os eumetazoa, apenas os cnidários são diblásticos; os demais já apresentam três folhetos germinativos. O metazoário ancestral, que deu origem aos cnidários e platelmintos, provavelmente tinha simetria radial, mantida nos cnidários e modificada para simetria bilateral na linhagem da qual provêm os platelmintos. Estes são triblásticos acelomados. Acredita-se que dos platelmintos teriam surgido os pseudocelomados e os celomados. Estes últimos teriam se especializado segundo duas principais linhas evolutivas: a dos esquizocelomados e a dos enterocelomados. Os esquizocelomados e os pseudocelomados mantiveram muitas das características do desenvolvimento embrionário do ancestral acelomado, sendo uma delas a protostomia. Os enterocelomados apresentam desenvolvimento embrionário com características distintas, sendo uma delas a deuterostomia. A metameria ocorreu independentemente em duas linhas evolutivas: na dos esquizocelomados, dando origem aos anelídeos e artrópodes, e na dos enterocelomados, dando origem aos cordados.