Biologia - Livro 1-0067

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Entrada de O
2
Saída de CO
2
Eliminação de
resíduos do
metabolismo celular
Fluxo de materiais
pelo sangue: nutrientes,
gases e excretas
Obtenção de
alimento
Digestão Absorção
de nutrientes
Eliminação de
excrementos
(fezes)
Funções básicas de um animal
Transporte
(sistema circulatório)
Excreção
(sistema urinário ou excretor)
Nutrição
(sistema digestório)
Trocas gasosas
(sistema respiratório)
Fig. 3 As funções básicas de um animal e os sistemas envolvidos em sua realização.
O controle das atividades
Essas atividades básicas de manutenção da vida de um mamífero são controladas por dois sistemas: o nervoso e o
endócrino (responsável pela produção de hormônios).
Hormônios são substâncias controladoras do metabolismo e sua produção ocorre em glândulas endócrinas, como
a hipófise. Essa glândula libera hormônios que controlam, entre outras coisas, o crescimento e o amadurecimento sexual
dos indivíduos.
O sistema nervoso apresenta nervos que ligam as diversas partes do corpo ao sistema nervoso central (SNC), cons-
tituído pela medula espinal e pelo encéfalo. A medula espinal tem formato cilíndrico e é protegida por prolongamentos
das vértebras. O encéfalo, que fica alojado no interior da caixa craniana, tem, entre outros componentes, o cérebro, o
cerebelo, o bulbo e a ponte. O sistema nervoso recebe informações dos nervos e é responsável pela tomada de decisões,
como a de executar um movimento.
O organismo de um mamífero apresenta inúmeras estruturas sensoriais ligadas ao sistema nervoso. Essas estruturas
permitem a percepção de várias informações acerca do ambiente: luz, sons, temperatura, odores etc.
Os sistemas esquelético e muscular proporcionam movimentos, sob o comando do sistema nervoso. Movimentos
são bastante úteis na interação do organismo com o ambiente, permitindo, por exemplo, a busca de alimentos e a fuga
de predadores (Fig. 4).
Produção de
hormônios
Sistema
endócrino
Interação
Sistema
nervoso
Percepção
do ambiente
Coordenação das atividades
Sistema
muscular
Sistema
esquelético
Movimentos
Fig. 4 As funções básicas do organismo são controladas pelos sistemas nervoso e endócrino.
Sobrevivência e reprodução
As atividades básicas de funcionamento de um mamífero e o controle dessas atividades permitem a sobrevivência do
indivíduo. Um indivíduo que sobrevive e atinge a maturidade torna-se apto a se reproduzir, podendo gerar descendentes
e contribuir para a continuidade da espécie.
Esse capítulo estabelece um padrão para o estudo dos diversos grupos de animais e de protozoários (Fig. 5). Nele
serão abordados os tópicos de sobrevivência (incluindo as atividades básicas e seu controle) e a reprodução (sexuada ou
assexuada). Com esse padrão, certamente ficará mais fácil a análise da grande diversidade zoológica.
BIOLOGIA Capítulo 5 Organização funcional e classificação dos animais266
Atividades básicas Controle
Trocas
gasosas
Sistema
respiratório
Excreção
Sistema
excretor
Nutrição
Sistema
digestório
Transporte
Sistema
circulatório
Coordenação Interação com o meio
Vida de um mamífero
Nervosa Percepção Movimentos
Sistema
endócrino
Sistema
nervoso
Estruturas
sensoriais
Músculos e
esqueleto
Manutenção da
espécie
Sobrevivência Reprodução
Descendentes
Hormonal
Fig. 5 Painel das atividades de um mamífero, incluindo sobrevivência e reprodução.
Reprodução: conceito e importância
Os seres vivos interagem com seu ambiente, de onde
obtêm nutrientes e gás oxigênio necessários ao seu meta-
bolismo. No entanto, o ambiente também é uma fonte de
ameaças à integridade física do organismo, podendo levar
a complicações fisiológicas e à morte. É o caso de predado-
res (que causam morte imediata) e de parasitas (capazes de
debilitar o organismo, causando a morte após algum tempo).
Mesmo que as condições ambientais fossem sempre satis-
fatórias, o organismo poderia ter problemas degenerativos
(como o câncer) e acabaria morrendo. No entanto, os seres
vivos podem se reproduzir e deixar descendentes, possibili-
tando a permanência da espécie no ambiente em que vivem.
Reprodução assexuada
Há dois tipos principais de reprodução: sexuada e asse-
xuada. Inicialmente, analisaremos a reprodução assexuada.
O plantio da cana-de-açúcar, por exemplo, é realizado
com fragmentos do caule dessa planta colocados em co-
vas abertas no solo e depois recobertos com terra. Com
o tempo, a partir de cada fragmento origina-se uma nova
planta de cana-de-açúcar. Esse processo é uma modalidade
de reprodução assexuada: um organismo materno origina
descendentes geneticamente iguais entre si e ao organis-
mo que lhes deu origem. Um organismo geneticamente
idêntico a outro constitui um clone.
Esse processo tem como vantagem a sua grande rapi-
dez, gerando vários descendentes em um curto intervalo
de tempo. Além disso, a reprodução assexuada mantém as
características consideradas úteis que estão presentes no
organismo materno. Por exemplo, se uma planta de cana-
-de-açúcar tem alto teor de sacarose, seus descendentes
manterão essa característica.
A reprodução assexuada contribui para gerar populações
geneticamente homogêneas. Isso é desvantajoso e pode
oferecer risco à sobrevivência do grupo, pois podem ocorrer
alterações no ambiente, por exemplo, a entrada de um novo
tipo de parasita. Se um indivíduo for sensível a esse parasita,
é provável que todos os demais indivíduos também sejam
sensíveis e a população tem grande risco de ser extinta (Fig. 6).
1 organismo materno
Vários descendentes
geneticamente idênticos
Processo
rápido
População
homogênea
Suscetível
a mudanças
ambientais
Mantém
características
úteis
Vantagens Desvantagens
Fig. 6 Esquema explicativo da reprodução assexuada, com suas vantagens e
desvantagens.
Reprodução sexuada
Trataremos nesse capítulo apenas da reprodução se-
xuada em animais. Já vimos o processo de reprodução
sexuada em protozoários nessa Frente; já a reprodução
sexuada de plantas, algas, fungos e bactérias será vista
na Frente 2. A reprodução sexuada dos animais envolve
a produção de gametas masculinos (espermatozoides) e
femininos (óvulos). Os gametas são formados no interior de
gônadas: espermatozoides são produzidos em testículos e
óvulos no interior de ovários. Em geral, os espermatozoides
são dotados de flagelo, o que possibilita seu deslocamento.
O encontro de um espermatozoide com um óvulo constitui
a fecundação ou fertilização; o resultado é a formação da
célula-ovo ou zigoto, que sofre mitoses e gera um novo
indivíduo (Fig. 7).
Reprodução sexuada
gera
Gametas gerados
por meiose
Fecundação
Maior capacidade
de sobrevivência
Variabilidade
genética
Fig. 7 A reprodução sexuada em animais envolve a união de gametas, gerados por
meiose. A vantagem dessa modalidade de reprodução é a grande variabilidade
genética que proporciona.
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expelido o líquido urticante. Esse líquido é utilizado na defe-
sa e na captura de presas. Em seres humanos, pode causar
lesões dolorosas na pele ou mesmo a morte, decorrente
do envenenamento ou do afogamento da pessoa (Fig. 9).
Fio
evertido
Núcleo
Farpas
Cnidocílio
Nematocisto
Núcleo
Fig. 9 O cnidoblasto contém uma cápsula denominada nematocisto, que possui
um fio tubular. O cnidoblasto, quando estimulado, everte seu longo fio e libera o
líquido urticante do seu interior.
São encontrados dois tipos morfológicos de cnidários:
pólipo e medusa. O pólipo é a forma típica da hidra, da
anêmona-do-mar e do coral. É cilíndrico, com a base liga-
da a um substrato e na extremidade oposta localiza-se a
abertura do sistema digestório, rodeada de tentáculos. O
pólipo geralmente é séssil (fixo), mas a hidra pode apresen-
tar movimentação por cambalhotas.
Medusa é a forma típica da água-viva; apresenta a
forma de um sino. A abertura do sistema digestório loca-
liza-se na parte inferior. Em algumas espécies, a abertura
é rodeada de braços orais, empregados na obtenção de
alimento. Há tentáculos na borda do corpo, que apresentam
inúmeros cnidoblastos.A medusa é móvel; sua mobilidade
se dá por jato-propulsão: com a contração do corpo, ocorre
expulsão de água e o animal movimenta-se em sentido
oposto ao da água; para subir, a medusa relaxa seu corpo,
então entra água pela base do seu corpo, o que a faz subir.
O deslocamento da medusa se dá com a repetição desse
movimento (Fig. 10).
Na Frente 1 foi explicado que os gametas animais são
gerados por um processo de divisão celular, conhecido
como meiose. Esse processo gera células geneticamente
diferentes entre si; além disso, a união de gametas mascu-
linos com femininos (fecundação), formados por indivíduos
diferentes, possibilita a produção de descendentes gene-
ticamente diferentes. Tudo isso significa que a reprodução
sexuada nos animais constitui uma importante fonte de va-
riabilidade genética para a espécie (Fig. 8).
Gameta masculino
(espermatozoide)
Gameta feminino
(óvulo)
Fecundação
(fertilização)
Célula-ovo
(zigoto)
Novo indivíduo
Mitoses
Gônadas femininas
(ovários)
Gônadas masculinas
(testículos)
Fig. 8 Esquema explicativo da reprodução sexuada em animais com o encontro
de gametas e a nomeação das gônadas.
A população de uma espécie animal dotada de varia-
bilidade genética tem maiores chances de sobrevivência
já que, caso ocorram mudanças ambientais, é provável que
alguns indivíduos da espécie sejam geneticamente adap-
tados às novas características do ambiente.
Classificação e reprodução dos
animais
A seguir são discutidos aspectos morfológicos gerais,
reprodução e classificação dos animais.
Cnidários
Os cnidários ou celenterados incluem hidra, água-
-viva, coral, anêmona, caravela-portuguesa. Vimos uma
série de características dos cnidários: diblásticos, geral-
mente com simetria radial; possuem sistema nervoso
difuso; têm sistema digestório incompleto, digestão
extracelular e intracelular; não apresentam sistema cir-
culatório, excretor e respiratório.
Aspectos gerais
Cnidários têm células típicas denominadas cnidoblas-
tos, cada uma delas dotada de uma cápsula chamada
nematocisto, que contém um líquido urticante e um tubo
enrolado em seu interior. Quando o cnidoblasto é esti-
mulado pelo toque ou por algumas substâncias químicas,
ocorre a liberação do tubo enrolado, por cuja extremidade é
BIOLOGIA Capítulo 5 Organização funcional e classificação dos animais268
Núcleo
Boca
Boca
Tentáculo
Tentáculo
Cavidade
digestiva
Cavidade
digestiva
Pólipo Medusa
Parede
do corpo
Parede
do corpo
Nematocisto
Fig. 10 Pólipo e medusa em corte. Os tentáculos apresentam cnidoblastos; no detalhe, seu nematocisto, dotado de líquido urticante e um tubo enrolado.
Em muitas espécies há as duas formas: o pólipo origina
a medusa e a medusa gera o pólipo. O ciclo de vida dessas
duas formas costuma caracterizar-se por apresentar alter-
nância de gerações ou metagênese.
Classificação e reprodução
Os cnidários apresentam duas modalidades de repro-
dução: assexuada e sexuada. A reprodução assexuada
inclui o brotamento (em hidras e corais) e a estrobilização
(em alguns animais que vivem fixados a um substrato, como
em uma fase do ciclo de vida da Aurelia sp.) (Fig. 11).
Fase fixa
Fig. 11 O pólipo de Aurelia sp. gera novas medusas por meio de estrobilização.
A reprodução sexuada envolve a produção de ga-
metas. Há cnidários monoicos (certas hidras) e dioicos. O
desenvolvimento pode ser direto (hidra) ou indireto, como
ocorre em muitas espécies que formam uma larva ciliada,
conhecida como plânula e dotada de simetria bilateral.
No ciclo da Aurelia sp. há o pólipo fixo, que se reproduz
por estrobilização, gerando medusas jovens (éfiras). Quan-
do atingem a maturidade sexual, as medusas masculinas
liberam espermatozoides na água, os quais entram atra-
vés da abertura da cavidade digestória da fêmea. Nessa
cavidade localizam-se as gônadas femininas, produtoras
de óvulos. Com a fecundação, forma-se o zigoto, que se
desenvolve em uma larva plânula. Essa larva nada e fixa-se
em um substrato, gerando um novo pólipo (Fig. 12).
O ciclo da Obelia sp. apresenta pólipo fixo, que cons-
titui uma colônia com indivíduos especializados na captura
e digestão de alimento, enquanto outros são responsáveis
pela reprodução. Dos indivíduos reprodutores, são gera-
das jovens medusas por um processo de brotamento. As
medusas são dioicas; os machos liberam espermatozoides
na água, onde ocorre o encontro com os óvulos liberados
pelas fêmeas. Zigotos são produzidos e, posteriormente,
originam a larva plânula que se fixa e forma um novo pólipo
(Fig. 13).
Tentáculo
Medusa macho adulto
Epiderme
Gônada
Mesogleia
Gastroderme
Braço oral
Espermatozoides
Medusa fêmea adulta
Zigoto Clivagem
Blástula
Gástrula
Larva
plânulaEstágio fixo
Reprodução
assexuada
Reprodução
sexuada
Estróbilos
Pólipo
Fig. 12 Ciclo com metagênese de Aurelia sp. Na fase de pólipo, ocorre reprodução assexuada por estrobilização.