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Universidade Federal do Piauí Centro de Educação Aberta e a Distância MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Lúcia da silva Fontes Ministério da Educação - MEC Universidade Aberta do Brasil - UAB Universidade Federal do Piauí - UFPI Universidade Aberta do Piauí - UAPI Centro de Educação Aberta e a Distância - CEAD Lúcia da Silva Fontes MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Cleidinalva Maria Barbosa Oliveira samuel Falcão silva Cleonildo F. de M. Neto Lis Cardoso de Marinho Medeiros Carmem Lúcia Portela santos F683m Fontes, Lúcia da silva Morfologia e Fisiologia de Invertebrados I/ Lúcia da silva Fontes - Teresina: EDUFPI/UAPI 2010 120 p. 1- Invertebrados. 2 - Invertebrados - Morfologia. 3 - Invertebrados - Fisiologia. I. Título C.D.D. - 592 PREsIDENTE DA REPÚBLICA MINIsTÉRIO DA EDUCAÇÃO GOVERNADOR DO EsTADO REITOR DA UNIVERsIDADE FEDERAL DO PIAUÍ sECRETÁRIO DE EDUCAÇÃO A DIsTÂNCIA DO MEC PREsIDENTE DA CAPEs COORDENADORIA GERAL DA UNIVERsIDADE ABERTA DO BRAsIL DIRETOR DO CENTRO DE EDUCAÇÃO ABERTA A DIsTÂNCIA DA UFPI Luiz Inácio Lula da silva Fernando Haddad Wilson Nunes Martins Luiz de sousa santos Júnior Carlos Eduardo Bielshowsky Jorge Almeida Guimarães Celso Costa Gildásio Guedes Fernandes CONsELHO EDITORIAL Prof. Dr. Ricardo Alaggio Ribeiro ( Presidente ) Des. Tomaz Gomes Campelo Prof. Dr. José Renato de Araújo sousa Profª. Drª. Teresinha de Jesus Mesquita Queiroz Profª. Francisca Maria soares Mendes Profª. Iracildes Maria de Moura Fé Lima Prof. Dr. João Renór Ferreira de Carvalho COORDENAÇÃO DE MATERIAL DIDÁTICO PROJETO GRÁFICO DIAGRAMAÇÃO REVIsÃO REVIsOR GRÁFICO A responsabilidade pelo conteúdo e imagens desta obra é da autora. O conteúdo desta obra foi licenciado tem- porária e gratuitamente para utilização no âmbito do Sistema Universidade Aberta do Brasil, através da UFPI. O leitor se compromete a utilizar o conteúdo desta obra para aprendizado pessoal, sendo que a re- produção e distribuição ficarão limitadas ao âmbito interno dos cursos. A citação desta obra em trabalhos acadêmicos e/ou profissionais poderá ser feita com indicação da fonte. A cópia deste obra sem autorização expressa ou com intuito de lucro constitui crime contra a propriedade intelectual, com sansões previstas no Código Penal. Este texto é destinado aos estudantes que participam do programa de Educação a Distância da Universidade Aberta do Piauí (UAPI), vinculada ao consórcio formado pela Universidade Federal do Piauí (UFPI), Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Piauí (IFPI-PI), com apoio do Governo do Estado do Piauí, através da Secretaria de Educação. O texto é formado por cinco unidades, contendo itens e subitens, que discorrem sobre a Morfologia e Fisiologia de Invertebrados. Na Unidade 1 trataremos da introdução ao estudo dos invertebrados do grupo dos Protozoários, sua morfologia e fisiologia. Na Unidade 2 elucidaremos sobre as características gerais do Filo Porifera, e os aspectos morfosiológicos de alguns representantes desse Filo. Na Unidade 3 abordaremos um estudo morfofisiológico dos animais representantes do Filo Cnidária. Na Unidade 4 apresentaremos um estudo da morfologia e fisiologia dos animais do Filo Platelmintos. Na Unidade 5 apresentaremos um estudo da morfofisiologia dos animais do Filo Nematoda. UNIDADE 1 PROTOZOÁRIOs Introdução ao Estudo dos Protozoários Forma e Função Fisiologia Geral Tipo Representativo Reprodução Assexuada em outros Protozoários UNIDADE 2 FILO PORIFERA Introdução ao Filo Porífera Características Gerais Estrutura e Funcionamento sistema de Canais Parede do Corpo Fisiologia das Esponjas Reprodução Metabolismo Bioativos e Associações Biológicas Diversidade dos Poríferas UNIDADE 3 FILO CNIDARIA Introdução Características Gerais Estrutura e Fisiologia dos Cnidários Movimento Nutrição e Nematocistos Trocas Gasosas e Excreção sistema Nervoso Reprodução e Desenvolvimento Diversidade dos Cnidários Corais UNIDADE 4 FILO PLATELMINTOS Introdução Características Gerais 09 31 49 81 11 12 13 20 25 33 33 34 37 40 41 42 44 45 51 51 52 58 59 59 60 60 63 73 83 84 Forma e Função UNIDADE 5 FILO NEMATODA Introdução Características Gerais Forma e Função Reprodução Alguns Nematódeos Parasitas 84 101 101 112 112 115 99 UNIDADE 01 Protozoários 10 UNIDADE 01 11MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I PROTOZOÁRIOS Introdução ao estudo dos ProtozoárIos Os Protozoários são organismos unicelulares que possuem organelas conjugadas a membranas típicas (eucarióticas). Mais de 64.000 espécies foram descritas sendo mais da metade fósseis. Embora sejam unicelulares, os protozoários são organismos completos funcionalmente, com muitas estruturas microanatômicas complexas. Suas várias organelas tendem a ser mais especializadas do que aquelas da média das células de um organismo multicelular. Organelas específicas podem funcionar como esqueletos, estruturas sensoriais, mecanismos condutores, entre outras funções. Protozoários são encontrados onde quer que exista vida. Eles são altamente adaptáveis e facilmente distribuídos de um local para outro; de vida livre, são encontrados onde a umidade está presente: no mar, na água doce e no solo. Existem também muitas espécies parasitas, comensais (um indivíduo se beneficia e não há efeito sobre o outro) e mutualistas (com benefício para os dois organismos da associação). Protozoários parasitas causam algumas das mais importantes doenças em seres humanos e em animais domésticos. Várias espécies são coloniais e algumas têm estágios multicelulares em seus ciclos de vida, o que poderia levar ao questionamento do porquê desses protozoários não serem considerados metazoários. As razões disso são que eles geralmente possuem formas similares não-coloniais, claramente reconhecíveis e, mais arbitrariamente, não têm mais um tipo de célula não-reprodutiva, além de não apresentarem desenvolvimento Fósseis são restos ou vestígios de seres vivos (animais ou vegetais) que foram preservados até a atualidade por milhares ou até milhões de anos. SAIBA MAIS 12 UNIDADE 01 embrionário. Forma e Função Os protozoários, em sua grande maioria, apresentam o corpo formado por uma única célula, embora muitas espécies formem colônias. O tamanho da célula varia de aproximadamente 10µm, como nos coanoflagelados, até muitos centímetros em alguns dinoflagelados, foraminíferos e amebas. O corpo dos protozoários é geralmente limitado apenas pela membrana celular. A rigidez ou a flexibilidade do corpo e a sua forma são enormemente dependentes do citoesqueleto, que tipicamente está localizado bem abaixo da membrana celular. O citoesqueleto e a membrana celular, em conjunto, formam a película, um tipo de “parede corporal” dos protozoários. O citoesqueleto compõe-se quase sempre de filamentos proteicos (actina, por exemplo), microtúbulos, vesículas (tais como alvéolos) ou de combinações de todos os três. Os filamentos proteicos podem formar uma malha densa no citoplasma mais próximo à superfície (Fig. 1A) como, por exemplo, em Euglena. As estruturas mais conspícuas do citoesqueleto são os microtúbulos peculiares que ocorrem nos flagelados, nos apicomplexos e nos ciliados. Eles podem arranjar-se como um colete microtubular (Fig. 1B) ou, como em alguns flagelados, os microtúbulos podem originar-se nos corpos basais flagelares, e irradiam-se para trás até a extremidade oposta da célula como um tipo de esqueleto axial (axóstilo;Fig. 1C). Em outros protozoários, tais como os radiolários e os heliozoários esféricos, os feixes de microtúbulos irradiam-se a partir de um centroplasto (um COMT) no centro da célula e, então, estendendo-se para o interior e suportando uma projeção em forma de raio da superfície da célula (axópode; Fig. 1D). 13MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Figura 1: Endoesqueletos microfilamentosos, microtubulares e alveolares dos protozoários. ( RUPPERT E BARNES, 1996). As vesículas, conhecidas como alvéolos, ocorrem imediatamente abaixo da membrana celular em muitos protozoários, tais como dinoflagelados, apicomplexos e ciliados (em conjunto definindo os Alveolata). Os alvéolos “vazios” (como os que ocorrem nos ciliados) podem ficar túrgidos e ajudar a sustentar a célula, mas eles também armazenam Ca2+, que pode ser liberado para disparar respostas celulares (Fig. 1E). Em alguns dinoflagelados, placas de celulose secretadas no interior das vesículas alveolares formam um esqueleto rígido (Fig. 1F). Os esqueletos dos protozoários podem ser “endo” ou “exoesqueleto”. Um esqueleto que forma uma cobertura mais ou menos completa, seja interna ou externa, é chamado uma testa (ou lorica, teca ou concha). Os protozoários apresentam organelas locomotoras que podem ser flagelos, cílios ou extensões fluidas do corpo chamadas pseudópodos. FIsIologIa geral Nutrição Todos os tipos de nutrição ocorrem nos protozoários. Alguns Exoesqueleto - Estrutura de sustentação externa ou de revestimento. Endoesqueleto - estrutura de sustentação interna. SAIBA MAIS 14 UNIDADE 01 protozoários dependem da fotossíntese, outros absorvem materiais orgânicos dissolvidos do ambiente, e muitos podem digerir partículas alimentares ou presas intracelularmente no interior de vacúolos alimentares. Assim como em outras organelas, as paredes dos vacúolos alimentares compõem-se de membranas de duas camadas lipídicas, que podem ser sintetizadas ou removidas rapidamente e recicladas. O alimento atinge o vacúolo por meio de uma fagocitose, frequentemente através de uma boca celular ou citóstomo. As partículas muito finas em suspensão podem entrar por meio de pinocitose, que pode ocorrer em toda a superfície da célula. A digestão intracelular foi a mais estudada nas amebas e nos ciliados. digestão Intracelular O alimento ingerido ocupa uma vesícula ou vacúolo alimentar, que se conjuga e se funde aos lisossomos primários já presentes na célula (Fig. 2). À medida que a fusão ocorre, os ácidos lisossômicos e as enzimas hidrolíticas são liberados no interior do vacúolo. Os produtos da digestão intracelular difundem-se do vacúolo para o citoplasma celular, onde podem ser utilizados no metabolismo por outras organelas ou armazenados, sofrerem uma síntese, em formas tais como o glicogênio e o lipídio. O material indigerível é liberado da célula para o exterior por meio da fusão da vesícula residual com a membrana celular, em um processo denominado exocitose. Exocitose- processo de expulsão do material não digerido para fora da célula. SAIBA MAIS 15MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Figura 2: Digestão no interior de um vacúolo alimentar ( RUPPERT E BARNES, 1996). Os protozoários podem ser categorizados amplamente em autótrofos (que sintetizam seus próprios constituintes orgânicos a partir de substratos inorgânicos) e heterótrofos (que têm de obter moléculas orgânicas sintetizadas por outros organismos). Uma outra classificação, geralmente aplicada aos heterótrofos, envolve aqueles que ingerem partículas visíveis de alimentos (fagotróficos ou holozóicos), contrastando com aqueles que ingerem alimento em uma forma solúvel (osmotróficos ou saprozóicos). Protozoários autótrofos utilizam energia da luz para sintetizar suas moléculas orgânicas (fototróficos), mas eles frequentemente também praticam fagotrofia e osmotrofia. Mesmo dentro dos heterótrofos, poucos são exclusivamente fagotróficos ou 16 UNIDADE 01 osmotróficos. No grupo das euglenas, contém algumas formas que são principalmente fototróficas, outras que são principalmente osmotróficas e algumas que são principalmente fagotróficas. trocas gasosas e respiração Na maioria dos protozoários a respiração é aeróbica, que depende da difusão para tomada de oxigênio e liberação do CO2. Alguns protozoários, contudo, são anaeróbicos obrigatórios, especialmente os que vivem como simbiontes no trato digestivo dos animais. Espécies aquáticas, associadas com a decomposição de matéria orgânica, podem ser anaeróbias facultativas, utilizando o oxigênio quando estiver presente, mas também capazes de respiração anaeróbica. Em geral, a disponibilidade mutável de alimento e de oxigênio, associada à degradação, resulta em uma sequência sucessional de espécies de protozoários. Em decorrência de seu tempo de geração curto, as mudanças de estrutura da comunidade de protozoários podem ser utilizadas para monitorar sistemas aquáticos quanto à poluição. excreção e osmorregulação Uma característica de muitos protozoários é a presença de um complexo vacuolar contrátil, responsável pelo balanço hídrico da célula (os protozoários com parede celular não têm vacúolos contráteis, ocorre pressão hidrostática, e quando ela se iguala à pressão osmótica, não entra água adicional na célula). Muitos protozoários osmorregulam para remover o excesso de água (regulação do volume) e para ajustar a concentração e a proporção de seus íons internos (regulação iônica). A água em excesso entra nos protozoários através de osmose, quando a concentração osmótica interna excede a da água circundante. Pode entrar água adicional com o alimento nos vacúolos e nas vesículas pinocitárias; por exemplo, uma ameba experimentalmente alimentada em uma solução proteica absorve, através de endocitose, uma quantidade de água equivalente a um terço de seu volume corporal. A osmorregulação é obtida através de um transporte iônico ativo à membrana celular e através de um sistema de organelas de bombeamento de água e de íons chamado complexo vacuolar contrátil (Fig. 3). O complexo compõe-se de uma grande vesícula esférica – o vacúolo contrátil 17MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I propriamente dito – e de um sistema circundante de pequenas vesículas ou túbulos denominados de espongioma. O espongioma proporciona a coleta do fluido, que é entregue ao vacúolo contrátil que, por sua vez, expele o fluido para fora do organismo através de um poro temporário ou permanente. Em alguns protozoários (algumas amebas e flagelados), o vacúolo desaparece completamente após a contração e refaz-se por meio de uma fusão de vesículas pequenas. Em outros (muitos ciliados), o vacúolo rompe-se na descarga e é preenchido por fluido a partir dos túbulos circundantes do espongioma. A taxa de descarga depende da pressão osmótica do meio externo. Os protozoários de água doce excretam uma urina hipotônica. Embora o mecanismo de funcionamento do vacúolo contrátil não seja completamente compreendido, parece que os íons são bombeados do citoplasma para o interior dos túbulos do espongioma, estabelecendo um gradiente osmótico. A água do citoplasma entra nos túbulos através do gradiente osmótico. À medida que a água e íons correm nos túbulos, íons e talvez outras substâncias são reabsorvidas seletivamente antes da urina ser descarregada para o exterior. O sistema vacuolar contrátil não tem significado particular para a remoção de resíduos metabólicos, tais como amônia e CO2; estes se difundem simplesmente para o lado externo do organismo. Figura 3: Diagrama dos quatro tipos de vacúolos contráteis encontrados nos protozoários. Os tipos A e B são ambos característicos dos ciliados, onde o espongioma é composto de túbulos irregulares e faixas de microtúbulossustentam o poro e estendem-se sobre a superfície vacuolar. A) A rede de túbulos de espongioma esvazia-se diretamente no interior do vacúolo. B) A rede de túbulos irregulares do espongioma esvazia-se primeiro nos túbulos de coleta retos, que podem se dilatar como ampolas antes de descarregar no interior do vacúolo. C) Típicos de amebas, o espongioma contém pequenas vesículas e túbulos. (Fonte: RUPPERT ET. al., 1996). 18 UNIDADE 01 Os protozoários com paredes celulares (significando que têm uma camada de celulose ou de outro material exterior à membrana celular) não têm vacúolos contráteis. À medida que a água entra na célula por osmose, a parede rígida resiste ao inchaço e estabelece-se uma pressão hidrostática. Quando a elevação da pressão hidrostática iguala-se à pressão osmótica, não entra água adicional na célula. reprodução e Ciclos de Vida Na maioria dos protozoários ocorre reprodução clonal (assexuada) por mitose e é o único modo conhecido de reprodução em algumas espécies. A divisão do organismo em duas ou mais células-filhas é chamada de fissão. Quando esse processo resulta duas células-filhas semelhantes, ele é chamado de fissão binária; quando uma célula-filha é muito menor que a outra, o processo é chamado de brotamento. A divisão do parental em mais de duas células-filhas é conhecida como fissão múltipla. Esquizogonia é uma forma especializada de fissão múltipla, na qual divisões repetidas do núcleo precedem as divisões da célula. Com poucas exceções, a reprodução clonal envolve certa replicação das organelas antes ou após uma fissão. A reprodução sexuada é muito disseminada, porém, universal entre os protozoários, e os ciclos de vida são diversificados. Existem muitos protozoários bem estudados, nos quais nunca se registrou reprodução sexuada. Em algumas espécies, essa ausência pode ser primitiva; em outras, pode representar uma perda secundária. O ciclo de vida primitivo dos protozoários pode ter sido sem sexo: um indivíduo haplóide (N) reproduzia-se somente por fissão, como nos kinetoplastídeos atuais (Fig. 4A). As três formas gerais de ciclos de vida sexuados nos protozoários são dominância haplóide, dominância diplóide e co-dominância haplóide- diplóide. Um ciclo de vida dominante haplóide inclui indivíduos haplóides, que tanto se transformam em gametas ou os produzem por mitose. A fusão dos gametas haplóides resulta em um zigoto diplóide, que logo sofre meiose para formar quatro novos indivíduos haplóides (Fig. 4B). O ciclo de vida dominante diplóide é típico dos apicomplexos; os indivíduos 2N sofrem meiose para produzir gametas N (ou núcleos gaméticos), que se fundem em um indivíduo zigótico 2N (Fig. 4C). Esse tipo de ciclo de vida ocorre nos ciliados (e nos animais). No ciclo de vida co-dominante haplóide-diplóide, uma geração assexuada (N ou 2N) se alterna com 19MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I uma geração sexuada (2N ou N; Fig. 4D). Esse padrão é característico dos foraminíferos (e das plantas). O encistamento é característico do ciclo de vida de muitos protozoários, incluindo a maioria das espécies de água doce. Para formar o cisto, o protozoário secreta um envelope espessado ao redor de si mesmo e fica inativo. Dependendo da espécie, o cisto protetor é resistente à dessecação ou a baixas temperaturas e o encistamento permite que a célula atravesse por condições ambientais desfavoráveis. O ciclo de vida mais simples inclui somente duas fases: uma fase ativa e uma fase encistada, protetora. No entanto, os ciclos de vida mais complexos caracterizam-se por zigotos encistados ou pela formação de cistos reprodutivos especiais, nos quais ocorre fissão, gametogênese ou acontecem outros processos reprodutivos. 20 UNIDADE 01 Figura 4: Ciclo de vida dos protistas. A) Um ciclo de vida eucarionte no qual os novos indivíduos só são produzidos por fissão. Ilustrado entre as espécies vivas através dos tripanossomatídeos. A fusão de dois indivíduos poderia levar a ciclos de vida (B) nos quais os isogametas formam um zigoto diplóide. O zigoto então sofre uma meiose para formar indivíduos haplóides. Os protistas com esse tipo de vida incluem os volvocídeos, muitos dinoflagelados, os haplodiplóide. No ciclo (C), que caracteriza os opalinídeos, alguns hipermatigídeos, os heliozoários, muitas algas verdes, as diatomáceas e os ciliados, os adultos são diplóides e ocorre uma meiose na formação dos gametas. Os ciliados não produzem gametas, mas trocam núcleos haplóides, que se fundem. No ciclo haplodiplóide (D), encontrado nos cocólitos, em muitos foraminíferos e muitas algas, a formação de esporos e de indivíduos diplóides alterna-se com indivíduos haplóides (De Ruppert e Barnes, 1996). tIPo rePresentatIVo Descreveremos aqui um exemplo representante do grupo dos protozoários, o que fornecerá uma base de comparação entre os grupos e uma ideia de diversidade dos protozoários: o Paramecium, pertencente ao Filo Alveolata, subfilo Ciliophora. Ciliados compõem um grupo grande e interessante, com vasta variedade de formas, vivendo em todos os tipos de água doce e habitat marinho. De todos os grupos de protozoários, eles são estruturalmente mais complexos e diversamente especializados. A maioria é de vida livre, mas alguns são comensais ou parasitas. Geralmente são solitários e móveis, porém, alguns são sésseis e/ou coloniais. Há grande diversidade de formas e tamanhos. Em geral, eles são maiores que os outros protozoários, mas podem ser muito pequenos (de 10 a 12 µm) ou chegar a ter 3 mm de comprimento. Todos possuem cílios, que batem de modo coordenado e rítmico, embora a disposição dos cílios possa variar e alguns cílios possam faltar nas formas adultas. Os ciliados são sempre multinucleares, possuindo no mínimo um macronúcleo e um micronúcleo, mas podem ter de um a vários de cada tipo. Os macronúcleos são aparentemente responsáveis pelas funções de desenvolvimento e metabólicas, além da manutenção de todas as características visíveis, como o sistema pelicular. As formas do macronúcleo variam entre as diferentes espécies. Os micronúcleos participam da reprodução sexual e dão origem aos macronúcleos após a troca do material micronuclear entre indivíduos. Os micronúcleos dividem-se por mitose e os macronúcleos dividem-se amitoticamente. A película dos ciliados pode consistir em apenas uma membrana 21MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I celular ou, em algumas espécies, pode formar uma armadura espessa. Os cílios são curtos e geralmente dispostos em fileiras longitudinais ou diagonais. Os cílios podem cobrir a superfície do organismo, estar restritos à região oral ou a certas faixas. Em algumas espécies, os cílios são fundidos em uma bainha chamada membrana ondulante ou em membranelas menores, sendo ambas usadas para impulsionar os alimentos para dentro da citofaringe. Em outras espécies, pode haver cílios fundidos, formando tufos enrijecidos chamados cirros, que são frequentemente usados pelos ciliados rastejantes para a locomoção. Um sistema estrutural de fibras, além dos cinetossomos, compõe a infraciliatura logo abaixo da película (Fig. 5). Cada cílio termina abaixo da película em seu cinetossomo, e de cada cinetossomo surge uma fibrila que segue por baixo da fileira de cílios. Os cílios, cinetossomos e outras fibrilas da fileira ciliar compõem o que chamamos de sistema cinético. Todos os ciliados parecem ter esse sistema, até mesmo aqueles que em algum estágio perdem os cílios. Aparentemente a infraciliatura não coordena os batimentos ciliares, como anteriormente pensado. A coordenação dos movimentos ciliares parece ser por ondas de despolarização da membrana celular, movendo-se ao longo do organismo, de forma similar ao fenômeno do impulso nervoso. Figura 5: Infraciliatura e estruturas associadas em ciliados.A. Estrutura da película e sua relação com o sistema de infraciliatura. B. Tricocisto expelido. ( HICKMAN ET. AL., 2004). Sistema cinético: são fileiras longitudinais de cílios que recobrem toda a célula. SAIBA MAIS 22 UNIDADE 01 A maioria dos ciliados é holozóica e possui um citóstomo (boca) que, em algumas formas, é uma abertura simples e em outras, está conectada a uma citofaringe ou sulco ciliado. Em alguns, a boca é guarnecida por estruturas bastoniformes rígidas, para ingestão de presas grandes; em outros, como os paramécios, as correntes de água causadas pelo batimento ciliar levam microscópicas partículas de alimento em direção à boca. Alguns ciliados possuem curiosos pequenos corpos no ectoplasma, entre as bases dos cílios. Exemplos disso são os tricocistos (Fig. 6 e 7) e os toxicistos. Sob estímulo mecânico ou químico, esses corpos explosivamente expelem uma estrutura longa, semelhante a um fio. O mecanismo de expulsão não é conhecido. Imagina-se que a função dos tricocistos seja de defesa. Entre os ciliados mais interessantes e familiares está o Stentor (Gr. Anunciar em voz alta), em forma de trombeta e solitário, com um macronúcleo em forma de contas de colar; vorticella (L. dim. de vortex, vórtice) em forma de sino e fixa por meio de um pedúnculo contrátil; e Euplotes (Gr. eu, verdadeiro, bom, + ploter, nadador), com corpo achatado e grupos de cílios fundidos (cirros) que funcionam como pernas. Paramecium: Um ciliado representativo. Paramécios são sempre abundantes em lagos e riachos com pouca correnteza e que contenham plantas aquáticas e matéria orgânica em decomposição. Forma e Função Paramécios são descritos como tendo forma de chinelo. Paramecium caudatum tem de 150 a 300 µm de comprimento com extremidade anterior romba e posterior afilada (Fig. 6). 23MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Figura 6: À esquerda seção aumentada de um vacúolo contrátil (vesícula de expulsão da água). Aparentemente, a água é coletada pelo retículo endoplasmático, esvaziada para dentro dos canais coletores e, em seguida, para dentro da vesícula. A vesícula contrai para esvaziar seu conteúdo para o exterior, funcionando, assim, como uma organela osmorreguladora. À direita, Paramecium, mostrando citofaringe, vacúolos alimentares e núcleos. (Fonte: HICKMAN-Jr et al., 2004). O organismo tem aparência assimétrica por causa do suco oral, uma depressão que segue obliquamente em direção posterior, no lado ventral. A película é uma membrana clara e elástica, que pode ser ornamentada por cristas ou projeções semelhantes a papilas (Figura 5) e toda a sua superfície é coberta por cílios dispostos longitudinalmente em fileiras. Logo abaixo da película está o fino e claro ectoplasma, que circunda a massa maior de endoplasma granular embutido no citoplasma; logo abaixo da superfície estão os tricocistos em forma de fuso, alternando-se com as bases dos cílios. A infraciliatura pode ser vista somente com fixação especial e métodos de coloração. O citóstomo, na extremidade do sulco oral, leva a uma citofaringe tubular. Ao longo da citofaringe, uma membrana ondulante de cílios modificados mantém o alimento em movimento. O material fecal é descartado através do citoprocto posterior ao sulco oral. Dentro do citoplasma estão vacúolos alimentares contendo alimento em vários estágios de digestão. Há dois vacúolos contráteis, cada um deles Citoprocto - local em um protozoário onde o material não digerível é expelido. SAIBA MAIS 24 UNIDADE 01 composto de uma região central rodeada por diversos canais radiais que recolhem líquidos, que serão esvaziados dentro do vacúolo central. alimentação e digestão O paramécio alimenta-se de bactérias, pequenos protozoários, algas e fermentos. As partículas de alimentos presentes na água são conduzidas pelos cílios do sulco oral para o interior do citóstomo, e daí para a citofaringe, por meio da membrana ondulante. A partir da citofaringe, o alimento é reunido num vacúolo alimentar que é liberado no endoplasma. Vacúolos alimentares circulam numa trajetória definida através do citoplasma, enquanto o alimento está sendo digerido pelas enzimas do endoplasma. A parte do alimento não digerida é expelida através do citoprocto. equilíbrio Hídrico Devido ao seu tamanho microscópico, os ciliados não possuem estruturas especiais para trocas gasosas ou excreção. Eles possuem uma ou mais organelas responsáveis pelo equilíbrio hídrico, chamadas de vacúolos contráteis, as quais possuem posições fixas dentro do corpo. O Paramecium tem um vacúolo contrátil em cada extremidade (Fig. 6). Na maioria dos ciliados, a organela é composta de um círculo de tubos radiais, que liberam água em uma vesícula central que, gradualmente, aumenta de tamanho. Quando alcança um tamanho determinado, o vacúolo rapidamente esvazia seu conteúdo através do canal da película. O vacúolo, então, enche-se novamente. reprodução Os ciliados diferem dos outros protozoários por apresentarem dois tipos de núcleos. Um tipo, o macronúcleo, é grande e comanda as funções não reprodutivas da célula. Ele é altamente poliplóide e é a principal fonte de RNA citoplasmático. A forma e o número variam enormemente nas diferentes espécies. O número de micronúcleos varia de um a 20; eles são pequenos, redondos e estão tipicamente localizados na vizinhança do macronúcleo (Fig. 7). São diplóides e desempenham sua função de reprodução. Macronúcleo – o maior dentre os dois tipos de núcleos em protozoários ciliados. SAIBA MAIS Micronúcleo - núcleo pequeno encontrado nos protozoários ciliados. SAIBA MAIS 25MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I reProdução assexuada em outros ProtozoárIos Os paramécios reproduzem-se por fissão binária, onde o micronúcleo divide-se por mitose originando dois micronúcleos, que se movem para extremidades opostas da célula (Fig. 7). O macronúcleo alonga-se e divide-se amitoticamente. Figura 7: Fissão binária em Paramécio. A divisão é transversal às fileiras de cílios. (DHICKMAN-JR et. al, 2004). reprodução por Conjugação A reprodução por conjugação envolve uma troca de material 26 UNIDADE 01 cromossômico (Fig. 8). Dois indivíduos, chamados conjugantes, encontram-se ao acaso, aderem um ao outro, e na região de adesão, ocorre a fusão de ambos os citoplasmas. Os macronúcleos não são envolvidos na conjugação, sendo reabsorvidos no decorrer do processo. Todos os micronúcleos sofrem duas divisões meióticas. Três desses núcleos haplóides desaparecem. O núcleo restante divide-se mitoticamente para formar dois núcleos haplóides: um estacionário, e o outro errante (Fig. 8D e 8E). O núcleo errante de cada conjugante migra para seu parceiro, havendo a fusão do núcleo estacionário de um com o núcleo errante do outro, para formar um núcleo zigótico. Os conjugantes separam-se e os núcleos zigóticos sofrem um determinado número de divisões mitóticas, para haver restauração da condição nuclear característica da espécie. O macronúcleo desenvolve-se a partir de um micronúcleo. O Paramecium caudatum adulto possui um macronúcleo e um micronúcleo. Seguindo o processo de conjugação, o núcleo “zigótico” divide-se três vezes para produzir oito núcleos; quatro transformam- se em macronúcleos e quatro, em micronúcleos. Entretanto, três dos micronúcleos são reabsorvidos. O micronúcleo remanescente sofre duas divisões mitóticas acompanhadas de duas divisões citossômicas. Cada um dos quatro indivíduos irmãos resultantes obtém um micronúcleo destas divisões e herda um dos quatro macronúcleos formados anteriormente. Figura 8: Reprodução sexuada em Paramecium caudatum, na qual há um macronúcleo e um micronúcleo. A) Dois indivíduos unem-se em conjugação. B-D) O micronúcleo de cada um delessofre três divisões, com as primeiras duas sendo meióticas. E) Eles fundem-se ao micronúcleo estacionário do conjugante oposto para formar um núcleo zigótico (Fonte: VILLEE ET. AL., 1985). autogamia A autogamia envolve o mesmo comportamento nuclear do material 27MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I genético que na conjugação, mas esta não ocorre, e nem a troca do material nuclear entre dois indivíduos. O macronúcleo degenera-se e o micronúcleo divide-se várias vezes para formar oito ou mais núcleos. Dois desses núcleos fundem-se para formar um sincarionte; os outros se degeneram e desaparecem. O sincarionte então se divide para formar um novo micronúcleo e macronúcleos, conforme ocorre na conjugação. reprodução assexuada em outros protozoários Ainda sobre a reprodução em protozoários, podemos ilustrar a Fissão, processo de multiplicação celular que produz indivíduos; sendo fissão binária o tipo mais comum, em que resultam dois indivíduos idênticos (Fig. 9). Quando a célula gerada é consideravelmente menor que a célula inicial e cresce até o tamanho adulto, o processo é denominado “brotamento”, processo esse que ocorre em alguns ciliados. Na fissão múltipla, a divisão do citoplasma (citocinese) é precedida por várias divisões nucleares, de modo que grande número de indivíduos é formado quase simultaneamente. Figura 9: Fissão binária em alguns protozoários sarcodíneos e flagelados. A. Os dois Citocinese -Divisão do citoplasma de uma célula. SAIBA MAIS 28 UNIDADE 01 núcleos de Arcella dividem-se à medida que uma parte de seu citoplasma extravasa e começa a secretar uma nova carapaça para a célula filha. B. A carapaça de outro sarcodíneo, Euglipha, é formada por placas secretadas. A secreção dessas placas para a célula-filha é iniciada antes que o citoplasma comece a sair pela abertura. À medida que elas vão sendo usadas para construir a carapaça da célula-filha, o núcleo se divide. C. Trypanossoma possui um cinetoplasto (parte da mitocôndria) próximo ao cinetossomo de seu flagelo e próximo a sua extremidade posterior no estágio mostrado. Todas essas partes têm de ser duplicadas antes que a célula se divida. D. Divisão de Euglena. (Fonte: HICKMAN-JR ET. al., 2004). Com base no conteúdo estudado, responda as questões que seguem: 1. O corpo dos protozoários é geralmente limitado apenas pela membrana celular. De que vão depender a rigidez ou flexibilidade do corpo e a sua forma? 2. Em protozoários como dinoflagelados, apicomplexos e ciliados, os alvéolos ou vesículas ocorrem imediatamente abaixo da membrana celular. Diga quais as funções dos alvéolos na célula. 3. Os protozoários apresentam todos os tipos de nutrição. Cite e comente cada tipo. 4. Faça um breve comentário sobre a respiração dos protozoários. 5. Muitos protozoários de água doce osmorregulam. Diga como é obtida a osmorregulação e como os protozoários com parede celular fazem a osmorregulação. 6. A reprodução assexuada por mitose ocorre na maioria dos protozoários e é o único modo conhecido de reprodução em algumas espécies. Comente esse tipo de reprodução. 7. A reprodução sexuada é muito disseminada entre os protozoários e os ciclos de vida são diversificados. Comente sobre as três formas gerais de ciclos de vida sexuados nos protozoários. 8. O encistamento é característico do ciclo de vida de muitos protozoários, incluindo a maioria das espécies de água doce. Diga como ocorre a formação de cistos, e qual a sua importância para a sobrevivência. 9. A presença de cílios é uma característica dos ciliados. Diga como 29MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I eles se encontram, de onde surgem e como ocorre sua distribuição. 10. Fale sobre o Equilíbrio hídrico dos ciliados. 11. Comente sobre os tipos de reprodução em paramécios. Quer saber mais sobre os protozoários? Visite os sites: www.planetabio.com/ http://biocistron.blogspot.com/ http://pt.wikipedia.org/wiki/Protozo%C3%A1rios www.med.cmu.ac.th/dept/parasite/framepro.html (Imagens de microscopia óptica de protozoários parasitas). http://megasun.bch.umotreal.ca/protists/galery.html (Imagens de protozoários de vida livre) www..microscopy-uk/mag/winsmall/flagdr.html (Imagens coloridas de protozoários vivos e preservados) www.uga.edu/˜protozoa/ (Página da Sociedade dos Protozologistas) O livro Morfologia e Fisiologia de Invertebrados I abordou aspectos referentes à organização estrutural e funcional dos animais invertebrados inferiores. Nesta unidade estudamos a morfologia e fisiologia de animais invertebrados, permitindo ao aluno conhecer a organização morfofisiológica desse grupo de animais. Além disso, será oferecido ao estudante o aprendizado dos conhecimentos fundamentais sobre as características gerais de cada grupo e a fisiologia geral desses pequenos animais. Esta unidade tem como meta principal oferecer uma visão sobre como os diferentes animais invertebrados vivem e sua relação com o meio ambiente. UNIDADE 02 Filo Porifera 32 UNIDADE 02 33MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I PROTOZOÁRIOS Introdução ao FIlo PoríFera As esponjas pertencem ao Filo Porifera (L. porus, poro, + fera, portador de). São animais multicelulares mais simples e são muito diferentes de todos os outros. As esponjas possuem um grande número de poros minúsculos e canais que constituem um sistema de filtragem/ alimentação adequado para seu hábito de vida inativo. Elas não apresentam uma forma corporal fixa, tampouco um plano de simetria, e são repletas de orifícios. As esponjas vivem na água, e a maioria é marinha. As células são descoordenadas; a diferenciação celular é inteiramente reversível e as células podem mover-se na substância gelatinosa de fundo. Uma esponja inteira pode se regenerar a partir de algumas células separadas. Características gerais 1. As esponjas são animais sésseis e imóveis, não apresentam nervos ou músculos. Pode haver uma ligeira contratilidade ao redor dos poros maiores, porém, ela é muito restrita. 2. São marinhos ou dulcícolas, com simetria radial ou formal irregular. 3. Não apresentam órgãos, cabeça, boca ou cavidade gástrica. Sua estrutura corporal está organizada num sistema de canais e câmaras por onde circula a água. 4. Células flageladas com colarinho, forrando as câmaras, servem apenas para criar correntes de água como também para filtrar pequenas partículas alimentares. 5. O esqueleto é composto de espículas ( Fig. 1). de calcita (um Séssil – preso na base. Espículas – diminutas estruturas calcárias encontradas nas esponjas. SAIBA MAIS 34 UNIDADE 02 sal de cálcio’*-) ou sílica (um sal de silício), com ou sem uma matriz de proteína córnea do tipo colágeno. O uso do silício é uma característica exclusiva. 6. As esponjas são hermafroditas ou dióicas e seu desenvolvimento inclui uma larva livre-natante. estrutura e FunCIonamento As esponjas mais simples apresentam forma semelhante a pequenos vasos ( Fig.1) A cavidade interior, denominada átrio ou espongiocele (do latim spongia, esponja + koilos, cavidade), abre-se para o exterior através de uma ampla abertura na sua parte superior, o ósculo. O corpo das esponjas, ao redor da espongiocele, é perfurado por poros, de onde se origina a denominação do Filo Porífera, ou seja, “portador de poros”. A superfície exterior do corpo das esponjas é revestida por células epidérmicas achatadas que se denominam pinacócitos (do grego pinax, tábua + célula) e os poros são formados por porócitos, que são células perfuradas com um anel. A espongiocele é revestida pelos coanócitos flagelados, ou células de colarinho, assim denominadas devido à presença de longas microvilosidades em forma de colar presentes em volta da base do flagelo. Entre a epiderme e as células flageladas,encontra-se uma camada conhecida como mesogleia ou mesênquima, que contém diferentes tipos de células e as peças de seu esqueleto, inserida na matriz proteica gelatinosa. esqueleto O esqueleto de muitas esponjas é constituído por espículas de carbonato de cálcio ou dióxido de sílica, secretados pelos amebócitos (Fig. 2). Cada espícula pode ser uma única agulha ou várias agulhas fundidas, formando ângulo reto entre si. Geralmente são microscópicas e não conectadas, à exceção de algumas esponjas em que as espículas estão fundidas, formando um complexo esqueleto (Fig. 2). As espículas são secretadas por células mesenquimáticas especiais (escleroblastos) e espongina por outras (espongioblastos). Usa-se o sufixo “axônio” para o número de projeções que uma espícula tem, e “actina” Espongiocele – Cavidade central das esponjas. Ósculo - Abertura exalante de uma esponja. Pinacócito – Célula achatada que compõe o epitélio da esponja. SAIBA MAIS Figura 1: Estrutura de uma esponja asconóide. (De: Villee et al., 1985). 35MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I refere-se ao número de raios ou pontas. As espículas apresentam- se de várias formas, podendo receber as seguintes denominações: 1. Monoaxônicas – têm forma de agulhas ou bastões, podendo ser curvas ou retas, com extremidades pontiagudas, arredondas ou em ganchos. 2. Triaxônicas: três como seis raios (hexactinas). As esponjas calcárias secretam espículas compostas na maior parte de carbonato de cálcio. E apresentando um, três ou quatro raios. (Fig. 2) Esponjas-de-vidro possuem espículas silicosas com seis raios, organizadas em três planos, em ângulos retos um do outro. A classificação das esponjas é baseada fundamentalmente nos tipos e disposição destes materiais esqueléticos. Figura 2: A. Tipos de espículas encontradas nas esponjas. B. Algumas formas corpóreas em esponjas. (Fonte: HICKMAN-Jr, 2004). Muitas esponjas apresentam cores fortes como o vermelho, laranja, amarelo ou roxo. A cor é dada pelo pigmento localizado nos amebócitos. Muitas espécies dulcícolas são verdes devido à simbiose com algas que vivem nos amebócitos. Escleroblasto - Célula especializada na secreção de espículas. SAIBA MAIS 36 UNIDADE 02 nutrição O batimento do flagelo dos coanócitos que revestem o átrio (espongiocele) é responsável pela entrada da água e pela sua saída, através do ósculo. O flagelo das células de colarinho descreve uma espiral no seu batimento. Como resultado, a água deslocada pelos coanócitos executa um movimento semelhante ao do ar deslocado por um ventilador (Fig. 3). Transporte interno, Trocas Gasosas e Excreção As esponjas são filtradoras e retiram da água bactérias e outras pequenas partículas de matéria orgânica em suspensão. A barreira inicial é dada pelos poros e passagens, que vão permitir apenas a entrada de pequenas partículas. Quando as partículas passam pelos coanócitos, podem ser aprisionadas na superfície do colarinho formado pelas microvilosidades (0,1 µm, aproximadamente) entre as quais a água passa. A partícula aprisionada passa, então, para a base do colarinho, onde é fagocitada pela célula. Em seguida, a partícula alimentar é transferida para um amebócito, onde ocorrerá a digestão intracelular. Os produtos da digestão passam para as demais células do corpo por difusão. A corrente de água que atravessa o corpo da esponja serve não só para trazer alimento, como também para fazer as trocas gasosas, remover resíduos e transferir gametas. 37MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Figura 3 : Três células de colarinho, ou coanócitos, de camada flagelada. As setas indicam a direção da corrente de água. (Fonte: VILLEE ET. AL., 1985). sIstemas de CanaIs Na maioria das esponjas a estrutura é complexa, com vários tipos de sistemas de canais. O tipo ascon (Leucosolenia) (Fig. 4) tem uma parede do corpo fina, perfurada por poros curtos e retos que conduzem diretamente, através dos porócitos, a espongiocele revestida com coanócitos. A água entra através dos poros dérmicos microscópicos na espongiocele, a qual é forrada pelos coanócitos. Os flagelos movimentam a água pelos poros e a expelem pelo ósculo (Fig. 4). O tipo sicon (Scypha) apresenta organização mais simples. Elas são pequenas e tubulares, contém dois tipos de canais, mas somente os canais radiais são revestidos com coanócitos. Elas possuem corpo tubular e ósculo único, mas a parede do corpo que é mais espessa e mais complexa que a das asconoides, contém canais radiais forrados por coanócitos que desembocam na espongiocele (Fig. 4). A água entra através de um grande número de óstios dérmicos nos canais inalantes, transferindo-se aos canais radiais através de pequenas estruturas chamadas prosópilas (Fig. 4). Nos canais radiais, o alimento 38 UNIDADE 02 é ingerido pelos coanócitos, cujos flagelos forçam a água para dentro da espongiocele através de poros interno (apópilas). A água emerge da espongiocele para o ósculo. As siconoides normalmente não formam colônias altamente ramificadas, como acontece nas asconoides. Durante seu desenvolvimento, as esponjas siconoides atravessam um estágio asconóide, então os canais flagelados se formam por evaginação da parede do corpo. As siconoides são encontradas nas classes Calcarea e Hexactinellida. Figura 4: Três tipos de estrutura de esponjas. O grau de complexidade do simples asconoide até o mais complexo leuconoide envolveu principalmente os sistemas esqueléticos e de canais de água, acompanhados por um dobramento e ramificações da camada de coanocitos. O tipo leuconoide é considerado o plano principal para as esponjas por permitir maior tamanho e eficiência na circulação de água (Fonte: HICKMAN-JR et al., 2004). Esponjas do tipo leuconoide alcançam os maiores tamanhos corpóreos, variando de alguns centímetros a mais de um metro. Em esponjas leuconóides, o sistema aquífero é uma complexa rede de vasos de água que penetram um corpo esponjoso sólido. Consiste em câmaras 39MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I coanociticas esféricas que se encontram na interseção de canais inalantes e canais exalantes. Os canais exalantes têm diâmetro pequeno e, com frequência, ósculos múltiplos substituem o átrio relativamente volumoso e ósculo único de esponjas asconoides e siconoides. A água entra em uma esponja leuconoide pelos óstios da superfície antes de fluir pelos canais inalantes (Figura 3). Dos canais inalantes, a água atravessa as prosópilas para câmaras coanociticas. A água sai de cada câmara coanocíticas por uma apópila e, então, flui pelos canais exalantes, que ficam progressivamente maiores em diâmetro, ao passo que se unem com outros canais exalantes. Os grandes canais exalantes esvaziam a água para o exterior por um ou mais ósculos. A maioria das esponjas marinhas de águas rasas e todas as esponjas de água doce possuem o design leuconoide. As esponjas leuconoides alcançam um grande tamanho do corpo porque o bombeamento de água é descentralizado: qualquer incremento de tamanho produz um número suficiente de câmaras coanocíticas novas para ventilar esse novo incremento. Apópila - abertura do canal radial na espongiocele das esponjas. SAIBA MAIS Figura 5: Corte transversal através da parede da esponja Sycon, mostrando o sistema de canais (Fonte: HICKMAN-Jr et. al., 2004). 40 UNIDADE 02 Parede do CorPo A pinacoderme externa e o revestimento da cavidade central em esponjas complexas são ambos de células finas e chatas (pinacócitos). Os coanócitos formam uma camada frouxa de células onde quer que ocorram. Estas são camadas celulares organizadas das esponjas. As células ameboides do mesênquima têm muitas funções. São usadas para armazenar e transportar alimento, remover substâncias de excreção,produzir espículas e/ou fibras de espongina e dar origem às células reprodutivas (óvulos, espermatozoides e gêmulas). Elas também têm a capacidade de se transformar em pinacócitos (Fig. 5,1). Assim, apenas com coanócitos e amebócitos é possível produzir todos os outros tipos de células encontrados em uma esponja. Os tipos de células amebóide do mesênquima incluem (1) escleroblastos; 2. espongioblastos; 2 colêncitos ou célula do tecido conjuntivo, de forma estrelar, com pseudópodos filiformes; miócitos ou células longas, contráteis, que formam esfíncteres ao redor dos poros e do ósculo; e arqueócitos de caráter amebóide, que se deslocam no meso-hilo e apresentam as seguintes funções: fagocitar partículas na pinacoderme e receber partículas dos coanócitos para a digestão; são totipontentes, podendo se transformar em: esclerócitos (espículas); espongiócitos (fibras de espongina); colêncitos (colágeno fibrilar) (Fig. 5.1). Figura 5.1: Corte através da parede de uma esponja mostrando os tipos de células. Pinacócitos são protetores e contráteis; coanócitos criam correntes de água e apreendem partículas alimentares; arqueócitos possuem uma variedade de funções; colêncitos secretam colágeno (Fonte: HICKMAN-Jr et. al., 2004). 41MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I FIsIologIa das esPonjas O funcionamento de uma esponja depende grandemente de um constante fluxo de água através do corpo. Uma esponja bombeia um volume de água igual ao seu próprio volume corpóreo uma vez a cada 5 seg. Em decorrência de a água ser incompressível, em qualquer momento o volume que entra deve ser igual ao volume que sai da esponja. O fluxo de água através da grande abertura terminal causa queda na pressão de fluxo (efeito de Bernoulli , isto é, queda na pressão de fluxo quando a velocidade do fluxo aumenta) do lado de fora do ósculo. Como resultado, a água é retirada da esponja através do ósculo e penetra na parede corpórea através de numerosos óstios. A queda de pressão é facilitada pela forma exterior da esponja, que faz a água que sai pelo ósculo fluir com maior velocidade que a água que entra pelo óstio. As partículas alimentares que entram pelo óstio das esponjas junto com a água são englobadas por coanócitos, que são células flageladas localizadas na superfície interna a cavidade corpórea. Os flagelos dos coanócitos também criam correntes internas de água no interior da esponja. Algumas esponjas que vivem na água em movimento “bombeiam” por dia um volume de água equivalente a até 20.000 vezes seu volume corpóreo (Fig. 5.2). Figura 5,2: Fluxo de água em uma forma organizada através de esponjas siconoides. Neste corte diafragmático as setas vermelhas indicam o fluxo de água. Uma proporção significativa desse fluxo resulta de redução na pressão hidrostática no ósculo em virtude do efeito de Bernoulli produzido pelas correntes transversas de água (setas pretas) que fluem sobre o ósculo em alta velocidade. O fluxo de água é também gerado pela atividade de coanócitos flagelados que recobrem as câmaras flageladas (e dão a elas seu nome). Os coanócitos nas regiões das câmaras flageladas destacadas em vermelho. A água que entra na esponja através do óstio passa através das câmaras flageladas e vai para a cavidade mais interna, a espongiocele os nutrientes são então absorvidos por células individuais através de endocitose. (Fonte: RANDALL et. al., 2000). 42 UNIDADE 02 reProdução As esponjas apresentam reprodução assexuada e sexuada. A reprodução clonal (assexuada) ocorre por meio de formação de brotos e pela regeneração seguida de fragmentação. A fragmentação é principalmente o resultado de danos oriundos de correntes ou ondas e, talvez, de danos causados por carnívoros pastadores. Os fragmentos desalojados dependem de sua capacidade de reestruturação por regeneração. O fragmento logo se prende ao substrato e se reorganiza em uma esponja funcional (RUPPERT et al., 2005). Brotos externos, depois de atingirem certo tamanho, podem destacar-se da esponja parental e flutuar ao léu para formar novas esponjas, ou podem persistir junto da esponja parental e formar colônias. Brotos internos, ou gêmulas (Fig. 6), são formados nas esponjas de água doce e em algumas esponjas marinhas. Nestes, os arqueócitos se juntam no meso-hilo e são envoltos por uma camada de espongina incorporada com espículas silicosas. Quando a esponja parental morre, as gêmulas sobrevivem e persistem dormentes, preservando a espécie durante os períodos de congelamento ou secas intensas. Posteriormente, as células nas gêmulas saem por uma abertura especial, a micrópila, e se desenvolvem em novas esponjas (RUPPERT et al., 2005). Figura 6: Corte através de uma gêmula de uma esponja de água doce (Spongilidae). Fonte: (Hickman-Jr et. al., 2004) 43MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I Com relação à reprodução sexuada, a maioria das esponjas é monoica (têm células sexuais femininas e masculinas em um único indivíduo). Os espermatozoides surgem da transformação dos coanócitos. Nas calcárias e pelo menos em algumas Demospongiae, os oócitos também se desenvolvem dos coanócitos; em outras Demospongiae os oócitos são derivados dos arqueócitos. A maioria das esponjas é vivípara; depois da fertilização o zigoto é retido e recebe nutrientes da esponja parental até que uma larva ciliada seja liberada. Nestas esponjas, os espermatozoides são liberados na água por um indivíduo e capturados pelo sistema de canal de outro indivíduo. Os coanócitos deste último fagocitam o espermatozoide, e então os coanócitos se transformam em células carregadoras, as quais levam o espermatozoide através do meso-hilo até os oócitos. Outras esponjas são ovíparas e tanto os oócitos como os espermatozoides são expelidos na água. A larva livre natante da maioria das esponjas é uma parenquímula de corpo mole (Fig. 7). As células flageladas dirigidas para o exterior migram para o interior quando a larva assenta e se tornam os coanócitos das câmaras flageladas. Figura 7: Desenvolvimento de Demospongiae (Fonte: Hickman, 2004). Em esponjas da Classe Calcária e umas poucas Demospongiae, o desenvolvimento segue com uma blástula oca, denominada anfiblástula (Figura 8), e desenvolve-se com as células flageladas dirigidas para o interior. A blástula então se invagina (inversão) com as extremidades flageladas das células dirigindo-se para o exterior. As células flageladas das larvas (micrômeros) estão em uma extremidade, e as células não- flageladas (macrômeros) estão em outra. Os macrômeros flagelados se tornam os coanócitos, arqueócitos e colêncitos da nova esponja, e as células não-flageladas dão origem a pinacoderme e aos esclerócitos. Parenquímula- Larva flagelada de corpo mole de algumas esponjas. SAIBA MAIS 44 UNIDADE 02 Apesar das esponjas serem consideradas primitivas pela falta de órgãos, inclusive aparelho digestivo, e possuírem apenas um pequeno número de diferentes tipos de células, elas são animais altamente especializados em outros aspectos. Esta especialização deve-se à sua adaptação à existência séssil – ausência de extremidades anterior e posterior, circulação de água pelo corpo para filtração, trocas gasosas e remoção de resíduos e condição hermafrodita. metabólItos bIoatIVos e assoCIações bIológICas Muitas esponjas produzem metabólitos que podem impedir outros organismos de sedimentarem-se em suas superfícies ou podem impedir alguns predadores potenciais. Verificou-se que 9 de 16 esponjas antárticas e 27 de 36 espécies caribenhas são tóxicas para peixes. No entanto, os compostos que repelem os peixes não necessariamente impedem outros predadores, e mesmos alguns peixes como acarás-bandeiras, monacantídeos e zanclídeos são espongíveros. As tartarugasalimentam-se comumente de esponjas, e 95% de suas fezes podem consistir de espículas silicosas. Algumas esponjas usam metabólitos excretados para competir pelo espaço com outros animais. Por exemplo, a esponja “fígado-de-galinha” pode matar corais pétreos adjacentes e recobrir seus esqueletos. Algumas espécies têm odores muito distintos (por exemplo, uma lembra o alho) e algumas, como a esponja-de-fogo, vermelha do Caribe, Tedania ignis, podem causar erupções quando manuseadas. Já estão sendo investigados vários compostos bioquímicos das esponjas para determinar seus potenciais benéficos médicos e Figura 8: Desenvolvimento da esponja siconoide Sycon. Fonte: (Fonte:HICKMAN-Jr et al., 2004). 45MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I comerciais. Comensalismo é muito comum em esponjas de todos os tipos. Pode ser difícil encontrar alguma esponja que não seja utilizada como refúgio por pelo menos alguns invertebrados menores e frequentemente também por peixes (por exemplo, gobis e biênios). Sua natureza porosa torna uma habitação ideal para vários crustáceos, ofiuróideos e vermes oportunistas. Um único espécime de Spheciospongia vesparia, da Flórida, foi descrito como abrigando mais de 16.000 camarões alfeídeos, e um estudo no Golfo da Califórnia encontrou quase 100 diferentes espécies de plantas e animais em num pedaço de 15 X 15 cm de Geodia mesotriaena. dIVersIdade dos PorIFeras Como já mencionado anteriormente, as espículas são elementos silicosos (SiO2) ou calcários (CaCo3) cuja composição, tamanho e forma são usadas em todos os níveis na classificação de esponjas. O Filo Porífera apresenta quatro classes, a saber: a) Classe Calcarea ou Calcispongiae: apresentam espículas calcárias. Elas ocorrem em águas rasas (menos de 100m). Os exemplos são Leucosolenia e Grantia (Fig. 9a). b) Classe Hexactinellida ou Hyalospongiae, ou “esponjas de vidro” (Figura): são muito diferentes das outras esponjas. Consistem em um pequeno grupo de 400-500 espécies no fundo do mar (abaixo de 200m), com esqueleto composto de espículas de sílica com seis raios (Fig. 9b). c) Classe Demospongiae: apresenta espículas de silício. Os exemplos são Halicondria, a esponja farelo de pão, e Spongia, que antigamente era usada como esponja de banho, na qual não existem espículas, apenas fibras de proteína. d) Classe Sclerospongiae: contém um pequeno número de espécies encontradas em grutas e túneis dentro de recifes coralinos. Elas têm uma forma leuconoide com espículas silicosas e fibras de espongina, mas esses elementos e o tecido vivo circundante repousam em um esqueleto basal sólido de carbonato de cálcio ou fecham-se no interior de câmaras de carbonato de cálcio. Alguns especialistas colocam as Sclerospongiae dentro de Demospongiae. 46 UNIDADE 02 Figura 9: (A) Leucosolenia; (B) Euplectella. (Fonte: Hickman et al. (2004). 1. Cite as características gerais dos Poriferas. 2. Descreva sucintamente os tipos corpóreos de esponjas asconoides, siconoides e leuconoides. 3. As esponjas do tipo asconoide apresentam estruturas mais simples e primitivas (ex: Leucosolenia). Descreva a estrutura deste tipo de esponja e o percurso do fluxo de água. 4. Nos poríferos as células estão organizadas no meso-hilo (mesênquima). Diga quais os tipos de células e suas funções. 5. Cite os tipos de células ameboides do mesênquima e suas respectivas funções. 6. O esqueleto das esponjas é relativamente complexo, fornecendo uma estrutura de sustentação para as células vivas do animal. Com base nessa afirmativa, comente sobre a sua composição. 7. Sendo as espículas secretadas por células mesenquimáticas especiais, diga quais são essas células e descreva seu processo de formação. 47MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 8. Comente sobre a reprodução nos espongiários. 9. Cite as classes dos espongiários, caracterizando cada uma. Para saber mais sobre as esponja visite os sites: www.ambientebrasil.com.br http://en.wikipedia.org/wiki/Porifera#Cell_types http://en.wikipedia.org/wiki/Porifera#Defenses Essa unidade tem como objetivo fornecer aos alunos conhecimentos teóricos sobre os animais multicelulares mais simples, as esponjas. Nessa unidade também foi explicitada as características gerais desses animais, bem como sua estrutura e funcionamento. UNIDADE 03 Filo Cnidaria UNIDADE 0350 MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 51 FILO CNIDARIA Introdução O Filo Cnidaria compreende as conhecidas hidras, anêmonas-do- mar, corais e medusas. Esses animais apresentam simetria radial, que possuem boca e tentáculos em uma das extremidades do corpo. Alguns indivíduos são fixos e têm a boca voltada para cima; outros nadam livremente e sua boca está voltada para baixo. Este capítulo irá explicar a estrutura e a fisiologia geral dos cnidários e, em seguida, irá estudar morfofisiologicamente alguns de seus representantes. Características gerais Os membros do filo Cnidaria são, na maioria, animais marinhos livres natantes (medusa) ou fixos (pólipos). O corpo apresenta simetria radial, com a boca e os tentáculos circundantes localizados em uma das extremidades do eixo axial. A boca é a única abertura da cavidade digestiva. • Existem poucos órgãos e a parede do corpo é composta por duas camadas principais: a epiderme externa e a gastroderme interna, separadas pela mesogleia; • São animais de simetria radial, ou seja, possuem os órgãos dispostos em torno de um eixo oral-aboral; • Possuem estruturas adesivas ou urticantes exclusivas, denominadas cnidas; cada cnida reside na única célula onde é produzida, o cnidócito. As cnidas mais comuns são os chamados nematocistos; • Musculatura formada em grande parte por células mioepiteliais (= células eptélio musculares), derivadas da ectoderme e Cnida: estrutura adesiva ou urticante exclusiva dos cnidários. Cnidaria (gr. knide, urtiga) SAIBA MAIS UNIDADE 0352 endoderme (epiderme e gastroderme do adulto); • Exibem alternância de gerações polipoide assexuada e medusoide sexuada; • Cavidade gastrovascular (= celêntero) derivada da endoderme é a única “cavidade corporal”. O celêntero tem a forma de saco, é dividido ou ramificado, e possui uma única abertura, que serve como boca e ânus; • Sem uma cabeça, com sistema nervoso central ou estruturas individualizadas para trocas gasosas, excreção ou circulação; • Sistema nervoso em rede(s) nervosa(s) simples; • Possuem tipicamente uma larva plânula (gástrulas larvais, ciliadas e móveis). estrutura e FIsIologIa dos CnIdárIos Os cnidários apresentam simetria radial e a extremidade oral do eixo corporal termina na boca no círculo de tentáculos (Fig. 1). A boca abre-se na cavidade gastrovascular. Uma camada de células, a epiderme, cobre a superfície externa do corpo; outra camada, a gastroderme, reveste a cavidade gastrovascular. A mesogleia (do grego mesos, meio + gleia, cola), localizada entre estas duas camadas, varia de uma fina membrana acelular, como nas hidras, até uma espessa camada gelatinosa com ou sem células, como nas medusas. A epiderme e a gastroderme contêm vários tipos de célula. Figura 1: Alterações entre os tipos de indivíduos medusóides e polipóides. (De HICKMAN-Jr et. al.,2004). Gastroderme - revestimento interno da cavidade dos cnidários. SAIBA MAIS MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 53 Duas formas de corpo podem ser distinguidas nos cnidários. As formas poliploides, como as hidras e anêmonas-do-mar, que apresentam um corpo cilíndrico com extremidade oral (contendo boca e tentáculos) direcionada para cima e a extremidade aboral fixada a um substrato (Fig. 2). A forma medusoide, tais como medusas (Fig. 1), assemelha-se um sino ou pires, com a extremidade aboral convexavoltada para cima e a extremidade oral côncava direcionada para baixo. As medusas são, em geral, livre natantes. Figura 2: Hidra fixada com os tentáculos pendentes na água. (De Villee et. al., 1985). UNIDADE 0354 Figura 3: Parede do corpo da hidra (De Ruppert e Barnes, 1996). A parede do corpo de um cnidário é composta por três camadas de tecidos (Fig. 1): um epitélio externo – a epiderme; um epitélio interno – a gastroderme, que reveste o celêntero, o qual se assemelha a um trato digestivo e une a epiderme à boca; e entre esses dois epitélios, uma matriz extracelular gelatinosa chamada de mesogleia. Esta que é comparável ao meso-hilo da esponjas, normalmente contém células ameboides e, portanto, é um tecido conjuntivo. A maioria das células do corpo de um cnidário, no entanto, está limitada aos epitélios. A epiderme e a gastroderme contêm cnidócitos, células musculares, nervosas, glandulares, intersticiais e ciliadas, embora suas funções específicas possam diferir nos dois epitélios. As células sensoriais ocorrem na epiderme; células germinativas, na gastroderme. Os cnidários foram os primeiros animais a explorar um design corpóreo, baseando-se principalmente em camadas bidimensionais de tecidos epiteliais (Fig. 3). Apesar de eles terem uma mesogleia de tecido conjuntivo, sua função é principalmente estrutural. Células envolvidas com comunicação, movimento, transporte interno e reprodução são partes dos epitélios, não o tecido conjuntivo. Como em grande parte dos animais que apresentam tecido epitelial, os cnidários contrastam com as esponjas, nas quais o corpo é organizado ao redor de um tecido conjuntivo com diversas funções. Mesogleia – matriz gelatinosa localizada entre a epiderme e a gastroderme dos cnidários SAIBA MAIS MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 55 A mesogleia e o celêntero estão incluídos nos epitélios e ambos podem ser fisiologicamente compartimentos extracelulares afinados para funções distintas. Todas as funções vitais devem ser acomodadas em um desses dois compartimentos, pois não há outros. Então, a mesogleia e o celêntero são compartimentos multifuncionais; isto pode ser visto no celêntero, que tem funções digestivas, circulatórias e de absorção e, algumas vezes, funciona como um esqueleto hidrostático, ou uma câmara de incubação de embriões em desenvolvimento, e pode coletar e eliminar alguns produtos excretores. A mesogleia tem uma função de esqueleto, pode ser importante na flutuabilidade (em águas-vivas), e pode promover um meio estável ou nutritivo para a própria operação dos músculos e nervos, como também para o crescimento de células germinativas. A regulação fisiológica dos compartimentos corpóreos extracelulares pode ser rudimentar em cnidários mas, apesar de tudo, eles estão entre os primeiros animais a lidar com essa possibilidade. A mais óbvia destas é a digestão extracelular, que permitiu o uso de alimentos grandes e a alimentação descontínua, e um sistema neuromuscular que permitiu ao corpo fazer movimentos dirigidos em resposta aos eventos ambientais. epiderme A epiderme é composta de cinco tipos de células principais, a saber: a) Célula Epitélio Muscular: são os tipos mais comuns de células dos cnidários. São células colunares, “de revestimento”, repousando sobre a mesogleia, e a extremidade distal é ligeiramente expandida, formando a maior parte da superfície epidérmica (Fig. 3). b) Células intersticiais (células I): apresentam núcleo proeminente e pouco citoplasma, capazes de formar outros tecidos. São células-tronco multipotentes que se originam da endoderme embrionária, porém, migram para todas as três camadas de tecidos do corpo (Fig. 3). As células I são conhecidas por só ocorrerem em hidrozoários e foram especialmente estudadas em Hydra, mas provavelmente ocorre em outras classes de cnidários. Em hidrozoários as células I se diferenciam em neurônios, células glandulares, gametas e cnidócitos. c) Cnidócitos: uma característica única que define os cnidários é o cnidócito: uma célula combinada e efetora. (Fig. 4), que tem papel central na captura de presas e na defesa. Cada cnidócito tem uma cnida, UNIDADE 0356 uma cápsula membranosa preenchida por fluido que contém uma longa invaginação tubular da parede da cápsula (Figura 4). Quando o cnidócito recebe a excitação apropriada, o túbulo everte explosivamente para o exterior. Dependendo do tipo de cnida, o túbulo evertido pode ferir ou paralisar a presa, penetrando em seu integumento e liberando toxinas, podendo aderir à superfície de um animal ou substrato ou executar outras tarefas. Os cnidócitos ocorrem ao longo da epiderme, porém, estão em densidades especialmente altas nos tentáculos e outras estruturas que capturam a presa, ou seja, defensivas, sobre ou próximas à boca. Muitos cnidários também têm cnidócitos em regiões da gastroderme para subjugar a presa engolida. Existem três tipos gerais de cnidas, a saber: nematocistos, esporocistos e pticocistos, que ocorrem em todos os cnidários. O tipo mais comum são os nematocistos. Um cnidócito é uma célula redonda ou ovóide com um núcleo basal (Fig. 3 e 4). Nos hidrozoários e nos cifozoários, uma extremidade da célula contém um processo em forma de cerda, rígido e curto, chamado de cnidocílio, que tem uma ultraestrutura semelhante à de um cílio e fica exposto à superfície. Nos antozoários os cnidócitos, os cnidocílios não se encontram presentes, embora complexo cônico ciliar de função semelhante associe-se a pelo menos alguns dos tipos de cnidócitos encontrados nessa classe. O interior da célula é preenchido por uma cápsula que contém um tubo geralmente pregueado e enrolado (Fig. 4), e a extremidade da cápsula (que é orientada para o meio externo) é recoberta por um opérculo ou por flapes semelhantes a pálpebras. A base ancora-se nas extensões laterais de uma ou mais células epitélio-musculares e também pode associar-se com um terminal neuronal. MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 57 Figura 4: Diagrama de um cnidócito da água-viva hidrozoária Gonionemus. (De Ruppert et. al., 2005). O mecanismo de descarga envolve aparentemente uma alteração rápida da pressão osmótica dentro da cápsula. Sob influência combinada de estímulos mecânicos e químicos, que são inicialmente recebidos e conduzidos pela estrutura da superfície do cnidócito, ocorre possivelmente uma pressão súbita de cálcio no interior da cápsula. A água avança no interior da cápsula e a pressão intracapsular aumenta. Essa pressão, somada a certa tensão intrínseca no interior da própria estrutura capsular, faz com que o opérculo ou os flapes apicais dos cnidos abram-se e o tubo everta-se (vire-se para fora). d) Células glandulares mucosas: São particularmente abundantes no disco basal da Hydra; secretam muco, para proteção, captura de presas e adesão. e) Células Receptoras e Nervosas: São células alongadas orientadas em ângulos retos em relação à superfície epidérmica (Fig. 3). A base de cada célula dá origem a vários processos neuronais, e UNIDADE 0358 a extremidade distal termina em uma esfera ou cerda sensorial (cílio modificado). São particularmente abundantes nos tentáculos. Localizam- se na base da epiderme próxima a mesogleia. Células da gastroderme A histologia da gastroderme ou camada interna corporal é um pouco semelhante à da epiderme. As células que correspondem às células epidérmicas musculares na epiderme são chamadas células nutritivo-musculares, na gastroderme. Os dois tipos são semelhantes na forma, mas as células nutritivo-musculares são geralmente mono ciliadas, e as extensões contráteis basais, que se desenvolvem no mais alto grau no hipóstomo e nas bases tentaculares, são mais delicadas na epiderme. Englobam partículas alimentares para a digestão intracelular.Têm função muscular e são usadas para misturar o alimento na cavidade gastrovascular. • Células enzimáticas glandulares: Encontram-se entremeadas pelas células nutritivo-musculares. São células ciliadas e em forma de cunha, com suas extremidades afiladas orientadas à mesogleia. Secretam enzimas que efetuam alguma digestão na cavidade gastrovascular. • Células muco-secretoras: Sua função é a secreção de muco. • Cnidócitos: Ocorrem em alguns cnidários, como por exemplo, no grupo das anêmonas-do-mar. moVImento A haste e os tentáculos dos cnidários podem estender-se, ou contrair-se e curvar-se para um lado ou outro. O movimento é causado pelas contrações das fibras musculares longitudinais e circulares. Entretanto, as fibras não estão localizadas em células musculares verdadeiras, mas sim, em extensões basais de células epidérmicas e gastrodérmicas (Fig. 3). Estas células epitélio-musculares e musculares nutritivas possuem características do tecido epitelial e muscular de muitos outros animais. O desenvolvimento das camadas musculares varia nos diferentes cnidários. Por exemplo, as fibrilas gastrodérmicas das hidras são pouco desenvolvidas e o movimento resulta em grande parte, de contrações das células epidérmicas. MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 59 nutrIção e nematoCIstos A maioria dos cnidários (incluindo as hidras) é carnívora e alimenta- se principalmente de pequenos crustáceos, mas as grandes medusas e anêmonas-do-mar podem consumir pequenos peixes. O contato com os tentáculos acarreta uma descarga de nematocistos, que enredam e paralisam a presa. Os tentáculos então puxam o animal capturado em direção à boca, que se abre para recebê-lo. Todas essas respostas de alimentação são iniciadas por vários aminoácidos e peptídeos liberados pela presa, presumivelmente pelos ferimentos de punção dos nematocistos. As secreções mucosas ajudam a engolir, e a boca pode distender-se enormemente. Não há boca nas hidras. Quando o animal não está se alimentando, as células epidérmicas e gastrodérmicas ao redor da boca formam junções septadas, selantes entre si, e a abertura parece dever-se à contração muscular. O selamento da boca com as junções que reduzem o transporte entre as células pode isolar o celêntero do ambiente, permitido o seu uso mais efetivo na digestão e, especialmente, na osmorregulação. Finalmente, empurra-se a presa no interior da cavidade gastrovascular, e as células glandulares que revestem a cavidade gastrovascular secretam enzimas proteolíticas que digerem a presa rapidamente. A mistura do conteúdo gastrovascular é realizada com a ajuda do batimento do flagelo das células gastrodérmicas. Pequenos fragmentos de tecidos são, então, fagocitados por outras células gastrodérmicas e a digestão é completada intracelularmente. (Figura3). O produto final não digerido é eliminado através da boca. trocas gasosas e excreção Os tentáculos e a parede geral do corpo equivalem a superfícies branquiais, e a circulação da água sobre essa superfície corpórea, promovida pelas células epidérmicas ciliadas, facilita a troca gasosa (Figura 5). UNIDADE 0360 O produto excretor dos cnidários é a amônia, ou prontamente se dissolve na água, difunde-se pela parede do corpo e é dispersa por correntes. A Hydra de água doce concentra K+ e remove Na+ de suas células. Parte desse Na+ é liberada no fluido celentérico, elevando sua concentração osmótica em relação à água ambiental. O influxo osmótico resultante da água para dentro do celêntero pode ajudar na pressurização do esqueleto hidrostático, ou a água excedente (e o Na+) pode ser descartada periodicamente pela boca. sIstema nerVoso As células nervosas arranjam-se em uma rede nervosa irregular ou plexo, na base da epiderme e da gastroderme, e concentram-se particularmente ao redor da boca. Algumas sinapses são simétricas, ou seja, os terminais neuronais de ambos os lados da sinapse secretam uma substância transmissora, e pode-se iniciar um impulso em qualquer direção através da sinapse. reprodução e desenvolvimento Os cnidários têm uma habilidade impressionante para reorganizar e regenerar partes perdidas depois de um dano. Em Hydra, por exemplo, a perda da extremidade oral é seguida por um novo crescimento e diferenciação de uma nova boca e tentáculos. Espécimes vivos de anêmona-do-mar comum, Aiptasia pallida podem ser dissecados, deixados abertos para observação e, então, voltarem a um aquário, no qual eles se reorganizam e regeneram partes perdidas depois de alguns dias. As medusas também reorganizam e regeneram partes perdidas depois de um dano. A reprodução clonal (assexuada) é difundida, se não universal, entre os cnidários (Fig. 6). Pólipos e medusas sofrem reprodução clonal, mas esta é mais comum entre os pólipos. As formas de reprodução clonal Figura 5: Padrão de circulação fora (setas quebradas) e dentro (setas sólidas) de uma anêmona-do-mar, inclusive com os fluxos na faringe. O lado direito mostra o fluxo padrão em um septo; o lado esquerdo mostra entre os septos (De Ruppert et. al., 2005). Sinapse é o contato de uma célula nervosa, através do qual são transmitidos os potenciais de ação através de substâncias químicas neurotransmissoras. SAIBA MAIS MORFOLOGIA E FISIOLOGIA DE INVERTEBRADOS I 61 incluem a fissão transversal (incomum) e longitudinal (comum) (Fig. 6 B e D), brotamento (Fig. 6, A e C) e fragmentação. Pólipos de antozoários exibem todas as formas de reprodução assexuada; pólipos de cifozoários sofrem brotamento e fissão transversal; e pólipos de hidrozoários só têm brotamento. Algumas medusas de cifozoários sofrem fissão (Fig. 6, C e D). Figura 6: Cnidária reprodução clonal (assexuada). A. brotamento (pólipo). (B) Fissão longitudinal (pólipo). (C) Brotamento (medusa). (D) Fissão longitudinal (medusa). (De RUPPERT et .al., 2005). reprodução sexuada e Ciclos de Vida Os adultos de cnidários geralmente são gonocóricos, mas certos táxons, como corais pétreos, têm muitas espécies hermafroditas. As células germinativas originam-se na endoderme e geralmente crescem e diferenciam-se na gastroderme, exceto em alguns hidrozoários, nos quais elas migram para a epiderme. Indivíduos maduros geram seus gametas e, primitivamente, a fertilização é externa na água, e o desenvolvimento em geral processa-se no plâncton. Concluída a gastrulação, surge o estágio de larva característico, denominado de plânula. A plânula é ligeiramente alongada e tem simetria radial (Figura abaixo), sendo composta por uma massa interna de células que pode ser oca ou sólida. Circundando a massa central, está presente uma camada externa de células ciliadas. Figura 7: Gonionemus: larva plânula que se desenvolveu do ovo. (De Ville et al., 1985). SAIBA MAIS Táxon – uma das unidades de classificação dos organismos. UNIDADE 0362 O ciclo de vida primitivo do cnidário ancestral, como inferido a partir dos antozoários, consiste em um pólipo adulto, bentônico e séssil e uma larva plânula planctônica que se metamorfoseia em um pólipo jovem (Figura 8). A plânula dos antozoários pode ser planctotrófica ou lecitotrófica (frequentemente com muito vitelo) e algumas larvas de antozoários abrigam zooxantelas. Essas adaptações nutricionais permitem a muitas plânulas de antozoários sustentarem uma vida larval longa o bastante para dispersar amplamente. Todas as larvas de Schyphozoa e Hydrozoa, por outro lado, são lecitotróficas, e a maioria não possui zooxantelas. Como resultado, suas vidas larvais são tipicamente curtas e a dispersão é limitada. Talvez por isso, em um novo estágio planctotrófico, a medusa, que surge por brotamento do pólipo, evoluiu nesses táxons. (Fig. 9). Figura 8: Ciclo de vida primitivo baseia-se em Anthozoa e, começando
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