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Fisiologia das plantas A importância do assunto • Compreender aspectos fundamentais da fisiologia vegetal, com destaque para o transporte de substâncias. • Conhecer os principais tipos de hormônios vegetais que regulam o desenvolvimento das plantas. Conceitos fundamentais Fotossíntese FAtor limitAnte dA Fotossíntese Ponto de sAturAção luminosA Ponto de ComPensAção FótiCo mACronutrientes miCronutrientes seivA minerAl trAnsPirAção estômAto HiPótese dA Coesão-tensão seivA orgâniCA HiPótese do Fluxo de mAssA Fitormônio AuxinA FototroPismo grAvitroPismo dominânCiA APiCAl giberelinA CitoCininA ÁCido AbsCísiCo etileno FitoCromo estiolAmento FotoPeriodismo A nutrição das plantas • As plantas utilizam como fonte de energia moléculas orgânicas que elas próprias sintetizam por meio da fotossíntese (autotróficas). • A temperatura influencia a taxa de fotossíntese. Em condições ideais de temperatura e concentração de gás carbônico, a taxa de fotossíntese aumenta em função do aumento da luminosidade, até um ponto limite chamado de ponto de saturação luminosa (PSL). 400 700600500 Comprimento de onda de luz (nm) A b so rç ão d e lu z p el a cl or of ila Picos de absorção de luz pela clorofila O s va ld O s e q u e ti n Gráfico que representa a curva ou o espectro de absorção de luz pela clorofila e mostra as quantidades relativas de energia absorvida em cada comprimento de onda. il u s tr a ç õ e s : O s va ld O s e q u e ti n 10 8 6 4 2 40 503020100 Ta xa r el at iv a d e fo to ss ín te se Temperatura (°C) Intensidade luminosa alta 10 8 6 4 2 2.0001.5001.0005000 Ta xa r el at iv a d e fo to ss ín te se Intensidade luminosa (lux) PSL 2.500 Efeito da temperatura na fotossíntese Efeito da intensidade luminosa na fotossíntese Relação entre fotossíntese e respiração Fotossíntese: 6 CO2 1 6 H2O PLANTAS LUZ C6H12O6 1 6 O2 Reagentes Produtos Gás carbônico Gás oxigênioÁgua Glicose Respiração: C6H12O6 1 6 O2 6 CO2 1 6 H2O 1 Energia no ATP Glicose Gás oxigênio Gás carbônico Água • Sob determinada intensidade luminosa, denominada ponto de compensação fótico (PCF), todo o gás oxigênio liberado na fotossíntese é utilizado na respiração e todo o gás carbônico produzido na respiração é utilizado na fotossíntese. Para crescer, uma planta precisa receber, pelo menos algumas horas por dia, intensidade luminosa superior à do PCF. a d il s o n s e c c o 4 6 2 4 6 2 6420 Q ua nt id ad e d e C O 2 co ns um id a na fo to ss ín te se (u ni d ad es a rb itr ár ia s) Q uantid ad e d e C O 2 p rod uzid a na resp iração (unid ad es arb itrárias) Intensidade luminosa (unidades arbitrárias) Ponto de saturação luminosa PCF Taxa de respiração Taxa de fotossíntese Efeito da luminosidade sobre a fotossíntese e a respiração Elementos químicos essenciais às plantas Macronutrientes Micronutrientes Hidrogênio (H) Cloro (Cℓ) Carbono (C) Ferro (Fe) Oxigênio (O) Boro (B) Nitrogênio (N) Manganês (Mn) Fósforo (P) Sódio (Na) Cálcio (Ca) Zinco (Zn) Magnésio (Mg) Cobre (Cu) Potássio (K) Níquel (Ni) Enxofre (S) Molibdênio (Mo) Silício (Si) Macronutrientes: elementos químicos necessários em grande quantidade. Micronutrientes: elementos químicos necessários em pequenas quantidades. nutrição inorgânica das plantas: macronutrientes e micronutrientes Absorção e condução da seiva mineral seiva mineral A água e os sais minerais penetram na planta pelas extremidades das raízes. Uma vez no cilindro central, a solução aquosa penetra no xilema e passa a constituir a seiva mineral ou xilemática. Células endodérmicas Estria de Caspary Elementos xilemáticos Endoderme Periciclo Células corticais le v i c iO b O ta r in Representação do percurso que a água (azul) e os sais minerais (vermelho) realizam do solo até os vasos condutores do cilindro vascular de uma raiz. Hipótese da coesão-tensão De acordo com essa hipótese, a seiva mineral é arrastada desde as raízes até as folhas por forças geradas pela transpiração foliar. SEÇÃO DE RAIZ (transversal) Pelo absorvente Partículas de solo Elementos traqueais SEÇÃO DE CAULE (longitudinal) Epiderme SEÇÃO DE FOLHA (transversal) Ar atmosférico il u s tr a ç õ e s : l e v i c iO b O ta r in Representação dos movimentos de água em uma árvore decorrentes da transpiração. Absorção e condução da seiva mineral O2 CO2 H2O Epiderme foliarEstômato d a n ie la w e il Representação da seção transversal da folha que mostra a troca de gases pelo estômato. estômatos Estruturas localizadas nas folhas que permitem as trocas gasosas com o meio ambiente. São reguladores da transpiração. Fatores envolvidos na abertura e no fechamento dos estômatos Condições ambientais Comportamento do estômato Intensidade luminosa Alta Abre Baixa Fecha Concentração de CO2 Alta Fecha Baixa Abre Suprimento de água Alto Abre Baixo Fecha Condução da seiva orgânica seiva orgânica Solução de substâncias orgânicas produzida originalmente nas folhas por meio da fotossíntese e distribuída por toda a planta pelo floema. Hipótese do fluxo de massa Movimentação da seiva orgânica pela diferença osmótica entre floema e células adjacentes. A maior concentração da solução do floema capta água que arrasta as moléculas orgânicas em direção aos seus destinos. Fluxo de água no xilema movido pela transpiração Fluxo de água entre o xilema e o floema Célula da folha: fonte das substâncias orgânicas Saída de substâncias orgânicas (sacarose) para os diversos tecidos (dreno) Célula da raiz (dreno) FLOEMAXILEMA Pa u lO M a n zi Representação da relação entre o deslocamento da seiva orgânica e da seiva mineral em uma planta. Água Bolsa A, com solução de sacarose (fonte) Bolsa B, com água pura (dreno) Fluxo de água e sacarose c a r lO s e s te vã O s iM O n k a Modelo físico da hipótese do fluxo de massa. Hormônios vegetais e controle do desenvolvimento Nas plantas, o desenvolvimento é controlado por substâncias orgânicas denominadas fitormônios, ou hormônios vegetais. Principais hormônios vegetais Hormônio Principais funções Local de produção Transporte Auxina Estimula o alongamento celular; atua no fototropismo, no geotropismo, na dominância apical e no desenvolvimento dos frutos. Meristema apical do caule, primórdios foliares, folhas jovens, frutos e sementes em desenvolvimento. Células do floema e de parênquima associado. Giberelina Promove a germinação de sementes e o desenvolvimento de brotos; estimula o alongamento do caule e das folhas, a floração e o desenvolvimento de frutos. Meristema apical do caule, frutos e sementes em desenvolvimento. Provavelmente através do xilema e do floema. Citocinina Estimula as divisões celulares e o desenvolvimento das gemas; participa da diferenciação dos tecidos e retarda o envelhecimento dos órgãos. Ápice da raiz, principalmente. Através do xilema. Ácido abscísico Promove a dormência de gemas e de sementes; induz o envelhecimento de folhas, flores e frutos; induz o fechamento dos estômatos. Folhas e sementes. Através do floema nas folhas e do xilema nas raízes. EtilenoEstimula o amadurecimento de frutos; atua na queda natural das folhas e de frutos. Diversas partes da planta. Difusão através dos espaços entre as células. Auxinas • As auxinas são responsáveis pelo alongamento celular. Assim como promovem o crescimento, em altas concentrações podem provocar inibição do crescimento. • Uma resposta adaptativa do caule é crescer em direção à fonte luminosa, fenômeno denominado fototropismo positivo. Esse fenômeno é causado pela migração da auxina para o lado oposto do iluminado, estimulando o alongamento celular. Concentração de auxina (mol/L) 10211 1029 1027 1025 1023 1021 A lo ng am en to In ib iç ão E st ím ul o 2 0 1 CauleRaiz a d il s O n s e c c O Efeito da auxina no crescimento Al on ga m en to c elu lar Luz Luz il u s tr a ç õ e s : j u r a n d ir r ib e ir O Auxinas Dominância apical e outros efeitos das auxinas • As auxinas produzidas na gema apical do caule exercem forte inibição sobre as gemas laterais, mantendo-as em estado de dormência. Essa inibição é conhecida como dominância apical. Aplicação da auxina Gemas dormentes Ramos formados pelas gemas laterais Eliminação do meristema apical Planta não tratada Gemas laterais dormentes il u s tr a ç õ e s : d a n ie la w e il Representação do efeito inibidor da auxina sobre o desenvolvimento das gemas laterais. Fitocromos e desenvolvimento Fitocromo Proteína que permite às células vegetais responderem a estímulos luminosos. • Os fitocromos estão relacionados a processos fisiológicos, como a germinação de sementes de certas espécies de planta, por exemplo, que só ocorre com estímulo luminoso. • O efeito da luz sobre a germinação é denominado fotoblastismo. Fotoblastismo negativo Sementes não precisam da luz para germinar Fotoblastismo positivo Sementes que precisam da luz para germinar luz, estiolamento e floração Fotoperiodismo Relação entre períodos iluminados e de escuridão que regula a floração das plantas. Plantas de dia curto Florescem quando a duração do período iluminado diário é inferior a um determinado número de horas, denominado fotoperíodo crítico. • Na escuridão, as plantas desenvolvem os sintomas do estiolamento, marcado pelo grande alongamento do caule e pela cor amarelada. • O estiolamento é uma resposta adaptativa à escuridão e leva a planta a buscar com maior rapidez a luz solar. Plantas de dia longo Florescem quando a duração do período iluminado diário é superior ao fotoperíodo crítico. il u s tr a ç õ e s : c a r lO s e s te vã O s iM O n k a Dia longo Dia curto Dia curto com interrupção da noite Planta de dia curto Dia longo Dia curto Dia curto com interrupção da noite Planta de dia longo tendências evolutivas nos grupos animais A importância do assunto • Conhecer as principais estratégias evolutivas apresentadas pelos grandes grupos atuais de animais, relacionando-as ao parentesco evolutivo entre eles. Conceitos fundamentais DiblástiCo triblástiCo sistema Digestório inCompleto sistema Digestório Completo blastóporo protostômio Deuterostômio Celoma pseuDoCeloma metameria “explosão Cambriana” respiração Cutânea respiração traqueal respiração branquial respiração pulmonar sistema CirCulatório aberto sistema CirCulatório feChaDo protonefríDio metanefríDio túbulo De malpighi parentesco evolutivo entre os principais grupos animais Ao longo do tempo evolutivo, os seres vivos vêm se modificando e desenvolvendo diferentes estratégias de sobrevivência. Fósseis de animais que viveram no passado e hoje estão extintos mostram que certas estratégias não se perpetuaram. Outras foram bem-sucedidas e perduram até hoje. Com base em semelhanças morfológicas e fisiológicas entre os animais, que refletem seu parentesco evolutivo, os sistematas elaboraram uma classificação que considera 35 filos, nos quais se distribuem as mais de 1 milhão de espécies animais descritas até agora. primórdios da diversificação dos animais Acredita-se que os animais descendam de protozoários coanoflagelados coloniais, organismos unicelulares constituídos por células semelhantes às que recobrem as cavidades internas do corpo das esponjas. Estudos genômicos recentes mostram que genes relacionados com a adesão e a troca de sinais entre as células já existiam por volta de 600 milhões de anos atrás. Essas capacidades foram fundamentais para a transição da unicelularidade para a multicelularidade. Funil membranoso Núcleo Flagelo ju r a n d ir r ib e ir o Representação esquemática de coanoflagelados coloniais do gênero Codosiga, similar aos possíveis ancestrais dos animais. Animais diblásticos e triblásticos De acordo com as hipóteses mais aceitas atualmente, duas linhagens de animais teriam se diversificado a partir dos primeiros ancestrais multicelulares: • Uma delas teria originado os poríferos e apresentava células pouco especializadas, que não estavam organizadas em tecidos verdadeiros. • A outra teria se diferenciado em duas linhagens, uma dando origem aos cnidários atuais (animais diblásticos – que apresentam dois folhetos germinativos) e a outra teria originado aos animais triblásticos (com três folhetos germinativos). a d il s o n s e c c o Gástrula de aNimal diblástico mesoderma Gástrula de aNimal triblástico endoderma endoderma ectoderma ectoderma simetria É uma característica corporal que evidencia aspectos importantes das estratégias adotadas pelos animais. simetria radial Diversos planos de simetria imaginários podem ser traçados no eixo longitudinal do corpo do animal, dividindo-o em metades semelhantes. Ocorre em cnidários e algumas espécies de esponja. simetria bilateral Há um único plano de simetria possível que divide o corpo nas metades esquerda e direita. Ocorre em todos os filos animais, com exceção dos cnidários, algumas esponjas e equinodermos adultos. il u s tr a ç Õ e s : c a r lo s e s te vã o s im o n k a simetria bilateral simetria radial Presença de sistema digestório • As esponjas não têm sistema digestório; são animais filtradores que captam partículas alimentares da água. • Todos os demais filos de animais estudados possuem sistemas digestórios, que podem ser de diferentes tipos. Sistema digestório Incompleto (com apenas uma abertura, a boca) Completo (com duas aberturas, a boca e o ânus) Protostômios (blastóporo origina a boca) Deuterostômios (blastóporo origina o ânus) Metameria Organização em unidades semelhantes e que se repetem ao longo do corpo, os metâmeros, o que confere grande flexibilidade corporal. O animal apresenta o corpo organizado em segmentos iguais ou semelhantes, os metâmeros. Organização metamérica do corpo de um anelídeo. Gânglio cerebral Gânglio ventral Vaso ventral Nefrídio Tubo digestório Vaso dorsal Metâmero ju r a n d ir r ib e ir o Cavidades corporais Muitos grupos animais possuem espaços internos preenchidos por líquido, que desempenham diversas funções. Esses espaços, ou cavidades corporais, podem ser de dois tipos: • Celoma: cavidade totalmente revestida por tecido de origem mesodérmica. • Pseudoceloma: cavidade revestida por mesoderma e endoderma. M CD En Ec PSEUDOCELOMADO Pseudoceloma CD CD M Ec En CELOMADO Celoma EnM Ec ACELOMADO il u s tr a ç Õ E s : C a r lo s E s tEvã o s im o n k a Cortes transversais dos três tipos corporais básicos de animais triblásticos. CD 5 Cavidade digestória; Ec 5 Ectoderma; En 5 Endoderma; M 5 Mesoderma. Não há cavidade corporal além da cavidade digestória. Ex.: platelmintos. Tem pseudoceloma. Ex.: nematódeos. Apresenta celoma. Ex.: moluscos, anelídeos, ar- trópodes, equinodermos e cordados. tipos de sistemas digestórios • Em todos os animais, com exceção dos poríferos, o alimento ingerido pela boca segue para uma cavidade em forma de bolsa ou de tubo, onde é eventualmente umedecido, triturado (digestão mecânica) e digerido por enzimas. Digestão intracelular A digestão ocorre no interior das células. Digestão extracelular A digestão ocorre na cavidade digestória. • Nos cnidários e platelmintos, que apresentam sistema digestório incompleto, a digestão começa extracelularmente e se completa no interior das células. • Nos animais com sistema digestório completo, a digestão ocorre extracelularmente, e os produtos obtidos dos alimentos digeridos são absorvidos pelas células. Ao longo do processo digestivo, o alimento passa sequencialmente por: cavidade bucal, faringe, esôfago, estômago e intestino, sendo os restos eliminados pelo ânus. sistemas respiratórios respiração cutânea As trocas gasosas ocorrem pela superfície corporal, que precisa estar sempre úmida. respiração traqueal As trocas gasosas são realizadas por um sistema de tubos que distribui o gás oxigênio a todas as células do corpo. ramificações das traqueias células musculares traqueia Parede do corpo espiráculo espiráculos abdominais c a r lo s e s te vã o s im o n k a Sistemas respiratórios Respiração branquial As trocas gasosas com o ambiente aquático ocorrem por meio de estruturas especializadas, as brânquias, originalmente dobras externas da superfície corporal, ricas em vasos sanguíneos. Respiração pulmonar As trocas gasosas com o ar ocorrem por meio de órgãos internos ricamente vascularizados, os pulmões. Vasos sanguíneos Filamentos branquiais Arco branquial ju r a n d ir r ib e ir o pa u lo m a n zi PULMãO DE MAMÍFERO Brônquios Alvéolos Fluxo de água sistemas circulatórios Os nutrientes absorvidos no tubo digestório, assim como o gás oxigênio absorvido em órgãos respiratórios, precisam chegar rapidamente a todas as células do corpo. Ao longo de sua evolução, os animais desenvolveram diversas estratégias para garantir o transporte de substâncias pelo corpo. Grupos Distribuição de substâncias Poríferos Ocorre por difusão célula a célula.Cnidários Platelmintos Nematódeos Ocorre por meio do líquido que preenche o pseudoceloma. Anelídeos Apresentam sistema circulatório constituído por tubos ramificados, denominados vasos circulatórios. Moluscos Artrópodes Cordados sistemas circulatórios Os sistemas circulatórios podem ser de dois tipos: • sistema circulatório aberto: os vasos terminam em cavidades entre os tecidos corporais, as hemocelas. A hemolinfa entra em contato direto com os tecidos. • sistema circulatório fechado: O sangue circula sempre dentro de vasos que, à medida que se distanciam do coração, ramificam-se progressivamente, tornando-se cada vez mais finos, até que sua parede tenha apenas uma camada de células, o que permite a rápida difusão de substâncias para os tecidos corporais. Coração Coração Hemolinfa nas hemocelas que circundam os órgãos SISTEMA CIRCULATÓRIO ABERTO SISTEMA CIRCULATÓRIO FECHADO Vasos laterais Óstios Coração tubular Corações laterais Vaso ventral Vaso dorsal ARTRÓPODE ANELÍDEO Líquido intersticial Capilarização nos órgãos Coração Coração Hemolinfa nas hemocelas que circundam os órgãos SISTEMA CIRCULATÓRIO ABERTO SISTEMA CIRCULATÓRIO FECHADO Vasos laterais Óstios Coração tubular Corações laterais Vaso ventral Vaso dorsal ARTRÓPODE ANELÍDEO Líquido intersticial Capilarização nos órgãos il u s tr a ç Õ e s : o s va ld o s e q u e ti n sistemas excretores De acordo com o tipo de substância nitrogenada predominante na excreção, os animais podem ser classificados em: • Amoniotélicos: excretam principalmente amônia. • ureotélicos: excretam principalmente ureia. • uricotélicos: excretam principalmente ácido úrico. Poríferos e cnidários eliminam a amônia por simples difusão, através das membranas celulares. Todos os outros animais têm sistemas excretores, que participam na eliminação de substâncias tóxicas ou indesejáveis do organismo. Sistemas excretores Alguns tipos de sistemas excretores Protonefrídios Metanefrídios Túbulo excretor Célula-flama Excreção Dobras da membrana celular Tufo de flagelos Núcleo c a r lo s e s te vã o s im o n k a Nefróstoma Cavidade celômica Metanefrídio Capilares sanguíneos Nefridióporo c a r lo s e s te vã o s im o n k a Glândulas antenais Túbulos de Malpighi Poro excretor na base da antena Bexiga Tubo excretor Câmara glandular Saco celômico o s va ld o s a n c h e s s e q u e ti n Túbulo de Malpighi (cortado) Fezes e urina (ácido úrico) Túbulo de MalpighiHemolinfa Cavidade intestinal Ânus o s va ld o s a n c h e s s e q u e ti n Os néfrons são as estruturas excretoras dos vertebrados e organizam ‑se em órgãos denominados rins. animais invertebrados A importância do assunto • Conhecer as características dos principais filos de animais invertebrados, reconhecendo nossa proximidade com diversos grupos desses animais. • Identificar diferentes estratégias adaptativas de cada filo na solução de problemas de sobrevivência. • Conhecer alguns animais invertebrados que podem causar doenças e as formas de evitá-las. Conceitos fundamentais Porífero Cnidário CnidoblAsto MetAgênese PlAtyhelMinthes hosPedeiro definitivo hosPedeiro interMediário esquistossoMose teníAse CistiCerCose huMAnA neMAtódeo MolusCo Anelídeo ArtróPode CrustáCeo queliCerAdo ArACnídeo inseto MetAMorfose equinoderMo sisteMA hidrovAsCulAr Filo Porifera (poríferos ou esponjas) Animais filtradores que se alimentam de partículas em suspensão na água; esta penetra em seus corpos através de inúmeros poros microscópicos e sai pelo ósculo. Parede corporal Espongiocela Poro Ósculo Broto Substrato submerso il u s tr a ç õ e s : C e C íl ia iw a s h it a Arqueócito Completa a digestão, distribui nutrientes e pode originar os diversos tipos celulares da esponja. Porócito Contém um poro, pelo qual a água penetra no corpo da esponja. Escleroblasto Forma elementos de sustentação esquelética (espongina e espículas). Coanócito Célula flagelada responsável pela movimentação da água, fagocitose e parte da digestão. Pinacócito Reveste externamente o corpo da esponja. Organização celular de uma esponja, mostrando os principais tipos de célula. reprodução dos poríferos • Muitas esponjas reproduzem-se assexuadamente por fragmentação, mas a maioria se reproduz por brotamento. • A maioria das esponjas é monoica; existem espécies dioicas. Liberação de espermatozoides Desenvolvimento FEcunDação Óvulo Fixação ao substrato células ciliadas Larva Desenvolvimento da anfiblástula no meso-hilo Meso-hilo Entrada do espermatozoide pelo poro Ex ter ior da es po nja In ter ior da es ponja Liberação da anfiblástula através do ósculo Esponja Esponja C a r lo s e s te vã o s im o n k a Ciclo de vida de um porífero. filo Cnidaria (cnidários) Animais aquáticos de corpo mole e gelatinoso, a maioria marinhos. São carnívoros, mas algumas espécies de hidra e corais mantêm relação de endossimbiose com algas unicelulares fotossintetizantes. Há dois padrões básicos de organização corporal: pólipo e medusa. • Pólipo: lembra um cilindro com a base fixada a um objeto submerso e o topo livre, onde se situam a boca e os tentáculos. • Medusa: lembra um guarda-chuva com a boca situada em posição central, na face côncava do animal. Ao redor da boca e nas bordas do corpo pode haver tentáculos. Boca Tentáculo Epiderme Boca Tentáculo cavidade gastrovascular Mesogleia Gastroderme PÓLIPo MEDuSa C e C íl ia iw a s h it a Representação dos padrões de organização de um cnidário. Defesa e reprodução dos cnidários Cnidoblastos São células típicas dos cnidários. Contêm uma cápsula ovoide, o nematocisto, dentro do qual há um filamento enovelado e substâncias tóxicas urticantes. Metagênese Fenômeno de alternância entre as formas polipoides (fase assexuada) e medusoides (fase sexuada), característico do ciclo de vida de muitos cnidários. Célula glandular Gastroderme Mesogleia Epiderme Célula mioepitelial epidérmica Célula intersticial Célula sensorial Cnidoblasto Célula nervosa Célula mioepitelial digestória Nematocisto Tentáculos Boca Cavidade gastrovascularGastrozoides Liberação de medusas jovens (éfiras) Diferenciação Fecundação externa Larva plânula Fixação ao substrato Cifóstoma Desenvolvimento da colônia de pólipos Parte de uma colônia adulta Gonozoide Espermatozoides Óvulo Medusa Medusa Il u s tr a ç õ e s : C a r lo s e s te vã o s Im o n k a Ciclo de vida do cnidário Obelia sp. Estrutura de um cnidário. filo Platyhelminthes (platelmintos) Animais triblásticos, acelomados, com sistema digestório incompleto, distribuídos em três grupos principais: Turbellaria, Trematoda e Cestoda. Podem ser monoicos ou dioicos. Turbellaria Trematoda Cestoda A maioria tem vida livre e habita ambientes úmidos de terra firme ou ambientes aquáticos. Os representantes mais conhecidos dessa classe são as planárias. São platelmintos parasitas, dotados de duas ventosas para fixação ao corpo do hospedeiro. Um representante da classe dos trematódeos é o Schistosoma mansoni, causador da esquistossomose. São platelmintos parasitas, entre os quais se incluem as tênias, animais de corpo alongado e achatado como uma fita, que vivem no trato intestinal de certos animais vertebrados. ocelo Face dorsal Boca Faringe Poro genital Face ventral Representação de uma planária de água doce. C a r lo s e s te vã o s im o n k a Ciclo de vida de Schistosoma mansoni Casal de esquistossomos adultos nas veias do fígado Eliminação de fezes contaminadas por ovos Miracídio invade caramujo hospedeiro Cercárias libertam-se do caramujo Penetração ativa das cercárias através da pele Cercárias transformam -se em esquistossomos jovens Fígado o s va ld o s e q u e ti n Ciclo de vida de Taenia solium CisticercoEscólex invertida Larva oncosfera HospEdEiro intErmEdiário (porco) porco ingere alimento contaminado por ovos de tênia ovo liberado pela proglótide proglótide grávida liberada com as fezes tênia adulta intestino humano Cisticerco expande-se e inicia a formação de uma tênia pessoa ingere carne malcozida contaminada por cisticercos HospEdEiro dEfinitivo (espécie humana)Cisticercos na musculatura o s va ld o s e q u e ti n filo nematoda (nematódeos) Animais pseudocelomados, de corpo cilíndrico, alongado e afilado nas extremidades. A maioria é dioica e tem dimorfismo sexual. Fêmeas têm um orifício genital na porção mediana do corpo, onde termina o duto final do aparelho reprodutor, a vagina; machos eliminam espermatozoides pela cloaca. Representantes deste filo são Ascaris lumbricoides (lombriga) e Wuchereria bancrofti (filária), ambos parasitas de seres humanos. A. Representação esquemática de uma lombriga fêmea em corte transversal. b. Comparação entre fêmea e macho de Ascaris lumbricoides. C. Esquema de lombriga fêmea dissecada. cordão nervoso dorsal Musculatura ovário canal excretor (renete) Pseudoceloma cordão nervoso ventral Útero com ovos canal excretor Intestino Epiderme cutícula corTE TranSvErSaLA Boca Poro excretor Espículas peniais cloaca ovários Úterovagina Intestino Faringe BocaB C IL u S Tr a ç Õ E S : P a u Lo M a n z I Ciclo de vida de Ascaris lumbricoides Formas larvais de lombriga migram do pulmão para a traqueia e são engolidas Casca Embrião Ingestão de água ou alimentos contaminados por ovos de lombriga Eclosão dos ovos e libertação das larvas no intestino delgado Eliminação dos ovos de lombriga com as fezes Nematódeos adultos no intestino delgado JU R A N D IR R IB E IR O filo Mollusca (moluscos) Animais de corpo mole, não segmentados, geralmente dotados de concha calcária, secretada pelo próprio animal. Tipicamente têm o corpo formado por cabeça, pé e massa visceral. São classificados em diversos grupos, entre eles Bivalvia (mexilhões e vieiras), Gastropoda (lesmas e caramujos) e Cephalopoda (polvos e lulas). A nutrição dos moluscos é diversificada, com espécies carnívoras, herbívoras e filtradoras. Muitos moluscos apresentam rádula, uma estrutura dotada de pequenos dentes e que executa movimentos de vaivém, raspando o alimento. pa u lo n il s o n Hepatopâncreas concha Boca anel nervoso rádula cordão nervoso visceral Intestino cordão nervoso do pé Brânquia Ânus cavidade do manto Metanefrídioceloma Gônada Estômago coração caBEça MaSSa vIScEraL PÉ ManTo Organização corporal de um molusco hipotético. reprodução nos moluscos • Moluscos têm reprodução sexuada. • A maioria dos bivalves e alguns gastrópodes são dioicos e eliminam os gametas na água, onde a fecundação ocorre. Quase todas as espécies apresentam dois estágios larvais. Larva TrocÓFora Futura boca Larva vÉLIGEr Estômago Pé concha Intestino il u s tr a ç õ e s : d a n ie la w e il ` Representação de formas larvais de moluscos. • A maioria dos gastrópodes é monoica e apresenta desenvolvimento direto, sem estágio larval. • Os cefalópodes são dioicos e apresentam desenvolvimento direto, sem estágio larval. filo Annelida (anelídeos) Os anelídeos são animais de corpo alongado, estruturado em segmentos dispostos em sequência (metâmeros). As espécies são distribuídas em três grupos principais: Polychaeta, Oligochaeta e Hirudinea. Polychaeta Oligochaeta Hirudinea São dotados de parápodes e grande número de cerdas. São animais bentônicos, isto é, relacionados com o fundo marinho. São caracterizados pela presença de relativamente poucas cerdas corporais. As minhocas são exemplos bem conhecidos. Não possuem cerdas nem parápodes. São ligeiramente achatados dorsoventralmente. As sanguessugas são exemplos bem conhecidos. vaso sanguíneo dorsal cutícula Epiderme Musculatura longitudinal Metanefrídio cordãonervoso ventral Poro excretor celoma vaso sanguíneo ventral cavidade intestinal cerdas Musculatura circular A il u s tr a ç õ e s : d a n ie la w e il A. Representação de uma minhoca em corte transversal. b. Representação de uma minhoca dissecada, mostrando seus principais órgãos internos. Faringe Gânglios cerebrais Papo receptáculo seminal ovário Glândula prostática Intestino ceco intestinal Moela vesícula seminal clitelo B Reprodução dos anelídeos A maioria dos poliquetos é dioica, com fecundação externa e desenvolvimento indireto, com larva trocófora. Oligoquetos e hirudíneos são monoicos e têm desenvolvimento direto, sem estágio larval. Adesão pelas papilas copulatórias Troca recíproca de espermatozoides Casulo INSEMINAÇÃO CRUZADA Minhocas jovens Receptáculo seminal inseminado Óvulos Deslizamento do casulo e liberação dos esperma- tozoides acumulados nas vesículas Espermatozoides Óvulos FECUNDAÇÃO EXTERNA Libertação do casulo com ovos Casulo OvosDESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO Formação do casulo mucoso e ovulação em seu interior Separação das parceiras CÓPULA c a r lo s e s te vã o s im o n k a Ciclo reprodutivo da minhoca. A fecundação é externa, no interior do casulo, e o desenvolvimento é direto, sem estágio larval. filo Arthropoda (artrópodes) Animais de corpo metamerizado, completamente revestido por um exoesqueleto quitinoso, dotados de apêndices articulados (pernas, antenas, peças bucais etc.), característica que dá nome ao filo. É um grupo muito diversificado, sendo dividido em quatro grupos principais: Crustacea, Chelicerata, Hexapoda e Myriapoda. il u s tr a ç õ e s : d a n ie la w e il Exoesqueleto apêndice (perna) Músculos Músculo extensor Segmentos da perna Exoesqueleto DETaLHE Do EXoESQuELETo In TE r Io r D o c o r P o M E Io E X TE r n o a b c d e A B C Músculo flexor A. Representação esquemática do exoesqueleto de um segmento corporal de artrópode. b. Representação esquemática da articulação de uma perna de crustáceo, mostrando os músculos responsáveis por sua movimentação. C. Representação esquemática da organização do exoesqueleto de artrópode: (a) epiderme; (b) quitina não calcificada; (c) quitina calcificada; (d) camada pigmentada; (e) epicutícula. Crustáceos e quelicerados Crustáceos Têm dois pares de antenas e seu corpo geralmente é dividido em dois tagmas — cefalotórax e abdome. A maioria é dioica. Os machos possuem apêndices especializados na transferência de pacotes de espermatozoides para os receptáculos seminais da fêmea, onde ficam armazenados. Em algumas espécies o desenvolvimento é direto, em outras indireto. Exemplos: siris, caranguejos, camarões, cracas e tatuzinhos-de-jardim. quelicerados Apresentam como característica típica um par de quelíceras, estruturas afiadas que participam da captura de alimento. O corpo geralmente é dividido em dois tagmas — cefalotórax e abdome. São dioicos, a fecundação é interna e o desenvolvimento direto. Exemplos: aranhas, escorpiões, carrapatos, ácaros e límulos. Representação da anatomia externa de uma aranha. vISTa DE cIMa opistossoma (abdome) Ânus Fiandeira Prossoma (cefalotórax) Pernas Pedipalpo Quelícera olhos simplesCe C íl ia iw a s h it a Miriápodes e hexápodes hexápodes São artrópodes que têm três pares de pernas e um par de antenas, a maioria pertencente ao grupo dos insetos, os únicos invertebrados capazes de voar. Miriápodes São artrópodes de corpo alongado dotados de muitas pernas e um par de antenas, divididos em dois grupos: quilópodes e diplópodes. Os quilópodes, que incluem centopeias e lacraias, têm corpo formado por cabeça e tronco e cada metâmero possui um par de pernas. Os diplópodes, que incluem os piolhos-de-cobra, têm corpo constituído por cabeça, tórax e abdome e cada metâmero possui dois pares de pernas. Anatomia externa de um gafanhoto, exemplo de inseto. Tórax antenas ocelos olho composto Peças bucais Pernas Espiráculos ovopositor 1o par de asas (tégminas) 2o par de asas (asas membranosas) cabeça abdome C a r lo s e s te vã o s im o n k a Filo Arthropoda (artrópodes) Insetos são dioicos. Algumas espécies têm desenvolvimento direto, sendo denominados ametábolos, outras têm desenvolvimento indireto e são denominadas metábolos, podendo ser hemimetábolos (passam por metamorfose incompleta) ou holometábolos (passam por metamorfose completa). Tipos de desenvolvimento em diferentes insetos. AMETÁBOLO (traça-dos-livros) HEMIMETÁBOLO (gafanhoto) Ninfa Ninfa com asas em formação Adulto Larva Pupa contida no pupário Adulto HOLOMETÁBOLO (mosca doméstica) A B C il u s tr a ç Õ E s : P a u lO n il s O n filo echinodermata (equinodermos) São animais com corpo revestido por uma epiderme fina e endoesqueleto constituído de carbonato de cálcio. Apresentam pés ambulacrais, que auxiliam na movimentação e na captura de alimento. Esses pés fazem parte do sistema hidrovascular, exclusivo do grupo, que atua na locomoção, na captura de alimentos e na percepção do ambiente. São dioicos e o desenvolvimento é indireto. Exemplos são os ouriços-do-mar, as estrelas-do-mar e as bolachas-do-mar. Corte longitudinal de ouriço-do-mar, mostrando alguns órgãos internos e o sistema hidrovascular. canal radial Pés ambulacrais ampolas nervo radial canal circularEsôfagoBocanervo circularDente Substrato Músculo mastigador Estômago Gônada Placa do esqueleto Espinhos Placa madrepórica Ânus Intestino canal madrepórico vesícula de Poli C a r lo s e s te vã o s im o n k a cordados A importância do assunto • Conhecer a diversidade dos cordados e as principais características de cada grupo que compõe o filo. Conceitos fundamentais CordAdo NotoCordA tuNiCAdo CefAloCordAdo CrANiAdo VertebrAdo CoNdriCtes osteíCtes tetrápode ANfíbio réptil oVo AmNiótiCo AVe mAmífero moNotremAdo mArsupiAl plACeNtário Características gerais dos cordados São animais que apresentam na vida embrionária um cordão dorsal semirrígido, a notocorda. Essa estrutura é considerada uma exclusividade do filo e indica que tunicados, anfioxos, peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos, incluindo nossa própria espécie, tiveram um ancestral comum no passado do qual herdaram essa característica. Além da notocorda, todo embrião de cordado também apresenta tubo nervoso dorsal, fendas faringianas e um prolongamento do corpo além do ânus, a cauda pós-anal. Embrião de anfíbio em corte transversal (à esquerda) e longitudinal (à direita), mostrando suas principais partes. CORTE LONGITUDINAL Ânus Cauda pós-anal Epiderme Tubo nervoso Notocorda Tubo digestório CORTE TRANSVERSAL Epiderme Tubo nervoso Notocorda Tubo digestório Celoma Somito (músculo) il u s tr a ç õ e s : C a r lo s e s te vã o s im o n k a tunicados São animais marinhos, a maioria sésseis, ou seja, vivem aderidos a substratos submersos. Apresentam o corpo revestido por um envoltório espesso (túnica) e a notocorda restringe-se à região caudal das larvas. A respiração e a alimentação no adulto ocorrem a partir da filtração da água que circula pelo organismo, a qual entra e sai pelos sifões. Representação do adulto e da larva de tunicado. Tubo nervoso Notocorda CaudaCoração Tubo digestório Papilas adesivas Sifão inalante LARVA Olho Sifão exalante Sifão inalante Gânglio nervoso Sifão exalante Ânus Poro genital Estômago Coração Gônada Átrio Túnica Fendas faringianas Músculos ADULTO Boca Faringe il u s tr a ç õ e s : d a n ie la w e il Cefalocordados São animais marinhos de corpo achatado lateralmente e afilado nas extremidades. Sua notocorda estende-se até a extremidade anterior do corpo e persiste durante toda a fase adulta. Vivem submersos, semienterrados em praias de areia grossa em posição quase vertical, deixando apenas a extremidade anterior exposta. Retiram o alimento em suspensão na água, a qual entra no organismo pela boca e sai pelo atrióporo. Apresentam respiração cutânea. Anfioxo em vista lateral (acima) e em corte transversal (ao lado). Tubo nervoso Notocorda Intestino Nadadeira caudal ÂnusAtrióporoFaringe com fendas branquiais Cirros bucais Ceco hepático VISTA LATERAL (órgãos vistos por transparência) Epiderme CORTE TRANSVERSAL Músculos Tubo nervoso Notocorda Nefrídio Celoma Fígado Faringe com fendas branquiais Átrio Ovário C a r lo s e s te vã o s im o n k a Características gerais dos craniados Craniados São animais cordados que têm crânio, compartimento localizado na cabeça, onde ficam contidos o encéfalo e a maioria dos órgãos sensoriais. Vertebrados Animais que apresentam coluna vertebral. Inclui todos os craniados, com exceção dos peixes -bruxa. A coluna vertebral dá suporte e proteção à medula espinal. Gnatostomados Animais que apresentam mandíbula, peça esquelética que se articula à caixa craniana e permite ao animal abrir e fechar a boca. Inclui todos os vertebrados, com exceção das lampreias. Gnathostomata Peixes-bruxa Ancestral craniado Hyperotreti Hyperoartia Chondrichthyes Osteichthyes Actinopterygii Sarcopterygii Dipnoi Tetrapoda Amphibia Amniota Mammalia Reptilia Vertebrata Peixes cartilaginosos Peixes com nadadeiras radiais Peixes pulmonados Anfíbios Répteis e aves Mamíferos Lampreias lu iz r u b io Árvore filogenética simplificada dos craniados. Características gerais dos craniados Peixes • O termo peixe designa informalmente craniados aquáticos que respiram por brânquias. Peixes-bruxa São animais marinhos de corpo alongado e coloração rosa acinzentada. Seu esqueleto é constituído pelo crânio, pela notocorda (presente também na fase adulta) e por raios cartilaginosos da nadadeira caudal. Vivem semienterrados no fundo dos mares e têm o corpo revestido por uma camada de muco. Apresentam tentáculos curtos em torno da boca, com função sensorial. São monoicos e apresentam desenvolvimento direto. Lampreias São animais de corpo alongado, com olhos bem desenvolvidos e sete orifícios branquiais atrás da cabeça. A notocorda perdura por toda a vida do animal e sobre ela formam-se vértebras rudimentares. Apresentam boca circular, guarnecida de dentículos, utilizados para raspar e perfurar a pele do hospedeiro. São dioicos e apresentam desenvolvimento indireto. Peixes Condrictes Peixes como tubarões, cações e raias, que possuem esqueleto totalmente constituído de cartilagens. São dioicos e têm fecundação interna. Certas espécies são ovíparas e apresentam desenvolvimento direto, mas há também espécies ovovivíparas e vivíparas. Osteíctes Esses peixes são dotados de esqueleto ósseo e têm ampla distribuição nos ambientes aquáticos do mundo. São divididos em actinopterígios (com nadadeiras radiais) e sarcopterígios (com nadadeiras carnosas de sustentação óssea). Possuem bexiga natatória, estrutura que controla a flutuação do peixe. São dioicos e a maioria é ovípara, com fecundação externa. O desenvolvimento pode ser direto ou indireto. tetrápodes: anfíbios e répteis tetrápodes São vertebrados que descendem de ancestrais vertebrados dotados de quatro membros com dedos e adaptados à vida em terra firme. Inclui anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Anfíbios Recebem essa denominação porque muitas espécies têm uma fase larval aquática e uma fase adulta adaptada ao ambiente de terra firme. Os adultos têm glândulas produtoras de muco na pele, o que ajuda a manter a superfície corporal úmida e lubrificada e permite a respiração cutânea. São dioicos e, na maioria, ovíparos, com fecundação externa e desenvolvimento indireto. répteis Esses animais têm o corpo recoberto por uma espessa epiderme de queratina e apresentam pulmões eficientes nas trocas gasosas com o ambiente aéreo, duas características que mostram a adaptação do grupo à vida em terra firme. Possuem ovo amniótico, ou seja, protegido por uma casca e no interior do qual o embrião forma estruturas extraembrionárias (saco vitelínico, âmnio e alantoide). A maioria é dioica, ovípara, tem fecundação interna e desenvolvimento direto. Tetrápodes: aves e mamíferos Aves Apresentam como principal característica a capacidade de voar, embora algumas espécies tenham perdido essa habilidade no curso da evolução. Têm a pele recoberta por penas, que protegem o animal contra choques mecânicos, impermeabilizam a pele e auxiliam na manutenção da temperatura corporal, além de possibilitar o voo. São dioicas e ovíparas, com desenvolvimento direto e fecundação interna. A maioria apresenta dimorfismo sexual, com nítida diferença morfológica entre os machos e as fêmeas. Mamíferos São dotados de glândulas mamárias e corpo total ou parcialmente recoberto por pelos. Outras características típicas do grupo são os dentes diferenciados e presença de diafragma, membrana dermomuscular que separa as cavidades torácica e abdominal. São classificados em três grupos: monotremados (Prototheria), marsupiais (Metatheria) e placentários (Eutheria). Características dos grupos de mamíferos monotremados Representados atualmente por ornitorrincos e équidnas, são mamíferos ovíparos encontrados apenas na Austrália e na Nova Guiné. marsupiais Seus representantes mais conhecidos são os cangurus australianos e os gambás sul-americanos. Vivem na Austrália e na América do Sul. O desenvolvimento embrionário inicia-se no útero materno. O filhote imaturo nasce e se desloca até o marsúpio (bolsa de pele no ventre), onde os filhotes abrigam-se até completar seu desenvolvimento. placentários Constituem 95% das espécies de mamíferos. Cães, gatos, girafas, cavalos, elefantes, coelhos, camundongos e seres humanos são exemplos desse grupo, caracterizado pela presença da placenta. A placenta é um órgão formado por tecidos maternos e embrionários, por meio do qual o embrião recebe nutrientes e gás oxigênio do sangue da mãe e elimina gás carbônico e excreções resultantes do seu metabolismo. O embrião liga-se à placenta pelo cordão umbilical.
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