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BIOLOGIABIOLOGIA CAP. 04 INTRODUÇÃO À EMBRIOLOGIA, GASTRULAÇÃO, ORGANOGÊNESE Exportado em: 05/04/2021 Escaneie com o leitor de QR Code da busca de capítulos na aba ConteúdoConteúdo VER CAPÍTULOVER CAPÍTULO SLIDES DO CAPÍTULOSLIDES DO CAPÍTULO Na Antiguidade, o ser humano já tentava explicar essa e outras questões relacionadas à reprodução e ao desenvolvimento dos organismos. Hipócrates (460–377 a.C.), considerado o pai da Medicina, realizou os primeiros estudos em Embriologia. A partir do Renascimento (séc. XIV–XVII), inúmeros estudiosos fizeram trabalhos importantes nessa área, inclusive Leonardo da Vinci (1452–1519). O conhecimento gerado desde então permitiu a compreensão do desenvolvimento embrionário dos seres vivos e a criação de novas tecnologias que melhorassem as condições de uma gestação. O processo reprodutivo é inerente aos seres vivos, pois é a partir dele que ocorre a formação de novos indivíduos, garantindo a perpetuação da espécie e, também, a transmissão das características genéticas. Durante esse processo, será transmitido para os novos organismos o material genético que irá definir a maioria de suas características. As formas de reprodução podem ser divididas em dois tipos: assexuada ou sexuada. Na reprodução assexuada, os organismos fazem cópias de si mesmos (ou clones), pois transmitem seu material genético completo e sem nenhuma alteração ao indivíduo que será gerado. Esse tipo de reprodução não garante a variabilidade genética da espécie. Por outro lado, a reprodução sexuada gera variabilidade genética. Os organismos que se reproduzem desse modo apresentam duas linhagens de células: as células somáticas (que irão formar os tecidos) e as células germinativas (que irão formar os gametas). As células germinativas passam por meiose, um tipo de divisão celular, e originam os gametas com apenas metade do material genético da espécie. A formação dos gametas é chamada de gametogênese. No caso do gameta feminino, esse processo recebe o nome de ovulogênese. Durante sua formação, o gameta feminino acumula vitelo, substância nutritiva que irá alimentar o embrião. Já a formação do gameta masculino Como se origina um novo ser vivo?Como se origina um novo ser vivo? 1 é denominada espermatogênese. Nesse processo, ocorre redução do citoplasma e formação do flagelo e do acrossomo para que o gameta masculino seja mais ágil e possa fecundar o gameta feminino. Uma vez formados, os gametas se unem por meio da fecundação. À medida que as espécies evoluíram, diferentes formas de reprodução surgiram, garantindo a elas maior sucesso na adaptação aos ambientes em que viviam. Isso ocorreu também com a fecundação. Um exemplo são os animais aquáticos, pois o meio em que vivem favorece a fecundação externa. Essa mesma ocorrência não é observada entre as espécies de insetos, répteis, aves e mamíferos, a maioria terrestres, que apresentam estruturas especializadas em fecundação interna. O sapo é um exemplo de animal que realiza fecundação externa em meio aquático. O macho aperta o abdômen da fêmea para que ela libere os óvulos enquanto ele libera seus espermatozoides. Reprodução 2 Os corais também realizam fecundação externa, liberando seus gametas masculinos e femininos na água para que estes se encontrem e, com isso, ocorra a fecundação. Reprodução Em muitos artrópodes, como os insetos, a fecundação é interna, ou seja, acontece dentro do corpo do animal. Reprodução Então, na fecundação, os gametas masculino e feminino se unem e formam o zigoto, que irá se desenvolver para dar origem ao novo organismo. A união do material genético de dois indivíduos diferentes e o fato de que na formação de seus gametas houve a permutação (mistura do DNA entre os cromossomos homólogos) aumentam a variabilidade genética dentro da espécie. 3 Após a sua formação, o zigoto inicia o processo de desenvolvimento, no qual a quantidade inicial de suas células aumenta devido às inúmeras mitoses que ocorrem. Posteriormente, as células iniciam o processo de diferenciação, que dará origem aos diferentes tecidos que formarão o organismo animal. O zigoto passa por inúmeras divisões celulares e origina centenas de células, as quais irão passar pelo processo de diferenciação e originarão células de diferentes tecidos. Então, o desenvolvimento do zigoto segue com alterações na morfologia da massa multicelular recém-formada. Esses eventos caracterizam o desenvolvimento embrionário, objeto de estudo da Embriologia. Vale ressaltar que o desenvolvimento embrionário faz parte de um processo ainda mais complexo denominado ontogenia, que é o estudo das transformações pelas quais um indivíduo passa desde o período embrionário até a fase adulta. Nos séculos XVII e XVIII, a Embriologia estava apoiada em duas correntes de pensamento: o pré-formismo e a epigênese. Inicialmente, os adeptos do pré-formismo sustentavam a ideia de que o óvulo abrigava uma miniatura de um indivíduo adulto da espécie. No entanto, quando o espermatozoide foi descoberto, em 1677, o papel do óvulo na formação de um novo indivíduo passou a ser questionado, pois não era admitido que tanto o óvulo quanto o Breve histórico da EmbriologiaBreve histórico da Embriologia 4 espermatozoide abrigassem essas miniaturas de seres vivos. Com isso, os pré-formistas ficaram divididos em dois grupos: os ovulistas e os espermistas. Os primeiros consideravam o óvulo mais importante do que os espermatozoides, visto que abrigava as reservas nutritivas essenciais à sobrevivência do embrião, e defendiam a hipótese de que os espermatozoides eram simples parasitas do fluido seminal. Já os espermistas sustentavam a ideia de que o óvulo continha as reservas nutritivas necessárias ao crescimento do embrião, mas este estava presente nos espermatozoides. Ilustração idealizada em 1695 por Nicolaas Hartsoeker, adepto do espermismo. Nela, um ser humano em miniatura encontra-se já pré-formado no interior de um espermatozoide. Wikimedia Commons No entanto, o embriologista alemão Caspar Friedrich Wolff (1733-1794), com seus trabalhos sobre o desenvolvimento embrionário em ovos de galinha, lançou as bases da Teoria Epigenética (ou Epigênese). Segundo ela, a formação de um embrião acontecia após a mistura de material amorfo (sem forma) proveniente tanto do óvulo quanto do espermatozoide, não havendo, portanto, nenhum indivíduo pré-formado dentro dos gametas. Uma interpretação mais coerente acerca do desenvolvimento embrionário só foi possível após o estabelecimento da Teoria Celular da Vida, proposta pelos cientistas alemães Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882), que defendiam a ideia de que todos os seres vivos são formados por células. Com base nessa teoria e na argumentação de Rudolf Virchow (1821-1902) de que as células se originam de outras já existentes, o biólogo 5 A B C D E suíço Rudolf Albert von Kölliker (1817-1905) demonstrou que os organismos desenvolvem-se a partir da união entre um óvulo e um espermatozoide, seguida de sucessivas divisões celulares e da diferenciação ou especialização das células. Atualmente já se sabe que, na reprodução sexuada, o material genético que irá compor o novo organismo encontra-se dividido igualmente entre ambos os gametas. Porém, seus papéis são distintos na fecundação. O gameta feminino armazena material genético e o material nutritivo que irá sustentar o embrião. Enquanto isso, o gameta masculino fornece apenas o material genético. Questão 01 Até meados do século XVIII, discutiam-se os papéis, hoje plenamente esclarecidos, do homem e da mulher na formação de um novo indivíduo. Analise as informações a seguir, que apresentam a evolução do conhecimento sobre esse tema. I. O pré-formismo defendia que nos gametas havia miniaturas de seres humanos – os homúnculos. II. O esclarecimento sobre esse tema deu-se com o estabelecimento da teoria celular. III. Atualmente, já se sabe -se que a estrutura celular provém dacélula germinativa masculina, e a ativação do metabolismo, que inicia o processo de cariogamia e clivagem, é desempenhada pelo gameta feminino. Assinale a alternativa que apresenta todas as informações verdadeiras. Apenas II e III. Apenas III. Apenas II. Apenas I e II. Apenas I e III. Após a formação do zigoto, este irá se desenvolver, resultando no embrião. As transformações que ocorrem durante esse processo fazem parte do desenvolvimento embrionário de cada espécie. A seguir, será estudado o desenvolvimento embrionário animal. Pratique: Pratique: desenvolvimento do conhecimento embriológicodesenvolvimento do conhecimento embriológico Desenvolvimento embrionárioDesenvolvimento embrionário 6 Apesar de apresentar algumas particularidades nos diferentes grupos de animais, o desenvolvimento embrionário apresenta, como regra geral, as seguintes etapas: segmentação, gastrulação e organogênese. Segmentação – Etapa das clivagens A etapa de segmentação marca o início do desenvolvimento embrionário. Ela é caracterizada pelas divisões celulares (clivagens) pelas quais o zigoto passa. Essas clivagens são sucessivas mitoses, das quais resultam células-filhas denominadas blastômeros. Essas células são geneticamente idênticas entre si. A segmentação compreende o período que vai da primeira divisão celular, passando pelo estágio de mórula, até a formação de uma massa multicelular, denominada blástula. Após o início das clivagens tem-se, efetivamente, o embrião. A mórula é o período em que ocorre a multiplicação celular de forma rápida, aumentando o número de células sem que haja o aumento do volume do embrião. Em seguida, ocorrem movimentos das células, formando uma cavidade dentro do embrião chamada blastocele. Essa fase é denominada blástula. A migração das células continua, e o embrião chegará ao próximo estágio (gástrula), que será estudado adiante. Representação de diferentes estágios da clivagem de um embrião de ouriço-do-mar e uma fotografia do estágio de blástula. Esses animais são excelentes modelos experimentais para o estudo da fecundação e do desenvolvimento embrionário inicial, devido à facilidade em obter seus gametas e à transparência de seus embriões. A) zigoto (célula- ovo); B) embrião após a primeira clivagem, com duas células; C) embrião com quatro células; D) mórula. Sebastian Kaulitzki/Shutterstock 7 Blástula (representação e micrografia). Na foto, é possível observar a blastoderme e a blastocele (cavidade). Reprodução Durante esta fase do desenvolvimento embrionário em humanos, encontram-se as células- tronco embrionárias. Essas células são chamadas de totipotentes, pois ainda não sofreram diferenciação celular. Devido a esse aspecto morfogenético, a célula-tronco embrionária possui a capacidade de se transformar em praticamente todas as células do corpo. Existe um debate ético em relação ao uso de células-tronco pela Medicina, principalmente devido à forma de obtenção dessas células. As segmentações, no entanto, podem apresentar pequenas variações de um grupo animal para outro, em virtude da maior ou menor quantidade de vitelo armazenada nas células-ovo (zigoto). Normalmente, os óvulos – ou os ovócitos secundários nas mulheres – armazenam quantidades variáveis de vitelo, que é uma mistura nutritiva constituída, principalmente, por proteínas e lipídios e serve para alimentar o embrião durante seu desenvolvimento. Dessa forma, podem-se classificar os ovos (zigotos), de acordo com a quantidade de vitelo que armazenam e a distribuição deste na célula, em: oligolécitos (ou isolécitos), heterolécitos, telolécitos e centrolécitos. A quantidade de vitelo influencia o tipo de clivagem da célula, que pode ser: holoblástica (ou total), quando ocorre em todo o ovo, ou meroblástica (ou parcial), quando só parte do ovo se divide. A quantidade de vitelo armazenada depende diretamente do tipo de desenvolvimento embrionário. Em animais vivíparos, como o ser humano ou o rato, como a nutrição é realizada por meio da placenta, a quantidade de vitelo necessária é reduzida; já em animais cujo desenvolvimento é externo, como uma galinha ou um lagarto, a quantidade de vitelo necessária torna-se maior. 8 ► Os quatro tipos de ovos, conforme a quantidade e a distribuição de vitelo (representado em amarelo). Ovos oligolécitos (ou isolécitos) Apresentam pequena quantidade de vitelo, o qual se encontra distribuído de maneira homogênea pelo citoplasma. A segmentação é do tipo holoblástica igual, pois, além de ocorrer em todo o ovo, os blastômeros formados apresentam, aproximadamente, o mesmo tamanho. Esse tipo de ovo ocorre nos mamíferos, nos equinodermos (como as estrelas-do-mar), nos anelídeos (como as minhocas), nos platelmintos (como as tênias ou solitárias) e nos nematelmintos (como as lombrigas). Alguns autores classificam o ovo dos mamíferos como alécitos (sem vitelo), como resposta evolutiva à viviparidade. Sendo assim, o ovo oligolécito de equinodermos e o alécito de mamíferos não apresentariam a mesma origem evolutiva. Para esses pesquisadores, trata-se de um caso de convergência adaptativa. Tipos de ovos e clivagemTipos de ovos e clivagem 9 ► ► Processo de clivagem em um ovo oligolécito. Pode-se observar que os blastômeros apresentam aproximadamente o mesmo tamanho, resultado da holoblástica igual. Ovos heterolécitos Apresentam quantidade relativamente grande de vitelo, distribuído de maneira heterogênea pelo citoplasma. A região do citoplasma em que se verifica sua maior concentração é denominada polo vegetativo, enquanto a outra, em que há pouco vitelo, é denominada polo animal. A segmentação é do tipo holoblástica desigual, pois ocorre em todo o ovo. Porém, a partir da clivagem, originam-se blastômeros de tamanhos diferentes, os micrômeros e os macrômeros. É o tipo de ovo que ocorre nos anfíbios. Processo de clivagem de um ovo heterolécito. O polo animal está representado em rosa e o polo vegetativo, em amarelo. Ovos telolécitos Apresentam grandes quantidades de vitelo, o qual ocupa quase todo o citoplasma. O pouco do citoplasma não preenchido por vitelo abriga as organelas citoplasmáticas e o núcleo, ficando restrito a uma área superficial do polo animal, denominada disco germinativo ou blastodisco. A segmentação é do tipo meroblástica discoidal, uma vez que ocorre apenas em parte do ovo, na região do blastodisco. Está presente em moluscos do grupo dos cefalópodes (polvos e lulas) e em peixes, répteis e aves. 10 ► Clivagem de ovo telolécito. Polo vegetativo representado em amarelo e polo animal representado em rosa. Ovos centrolécitos Apresentam quantidade relativamente grande de vitelo, que se concentra na região central do ovo. Nesses ovos, a segmentação é do tipo meroblástica superficial. Inicialmente, ocorrem sucessivas divisões nucleares sem, contudo, haver divisão do citoplasma. Em seguida, os núcleos formados migram para a borda da célula, sendo, então, envolvidos por membrana plasmática. Dessa forma, os blastômeros formados ficam restritos à superfície do ovo. O ovo centrolécito é encontrado na maioria dos artrópodes, como os insetos. Representação de clivagem de ovo centrolécito. Ao centro, é possível observar a migração dos núcleos da porção vegetativa, em amarelo, para a borda da célula, em rosa. Questão 01 O tipo de desenvolvimento embrionário entre as espécies depende muito do tipo de ovo que o animal produz e das necessidades de vitelo dos embriões, de acordo com o meio em que Pratique: Pratique: desenvolvimento do zigotodesenvolvimento do zigoto 11 A B C D E A B irão se desenvolver. Analisando os tipos de ovos representados na figura, em relação à distribuição e à quantidade de vitelo existente, podemos afirmar que: o ovo 1 pertence a animais que retiram alimento diretamente da mãe e a animais possuidores de larvas, as quais retiram alimento da natureza. o ovo 2 origina animais que, ao nascer, não se assemelham ao adulto, passando por várias metamorfosespara completar o seu desenvolvimento. o ovo 3 é dotado de reservas suficientes para a nutrição do embrião e caracteriza os animais cujo desenvolvimento ocorre totalmente dentro do ovo. o ovo 1 e o ovo 3 possuem quantidade e distribuição de vitelo que promovem uma segmentação com divisões celulares mais lentas. a sequência desses tipos de ovos demonstra um caráter evolutivo crescente na escala zoológica. Questão 02 Em relação ao desenvolvimento embrionário nos animais, analise os seguintes comentários. I. Ovos telolécitos são ovos com grande quantidade de vitelo, formando um grande polo vegetativo em que o núcleo ocupa um espaço mínimo chamado de polo animal. São encontrados em cnidários, poríferos, equinodermos, protocordados e mamíferos. II. Durante o estágio de segmentação, o zigoto, pela divisão de suas células, origina blastômeros que formam uma mórula. Da mórula, origina-se a blástula, caracterizada por uma camada de células que compõe a blastoderme e por uma cavidade conhecida como blastocele, que se apresenta cheia de líquido. III. A blástula origina a gástrula, caracterizada por quatro folhetos germinativos (ectoderma, endoderma, mesoderma e deuteroderma), que são gerados por invaginação. É coerente o que se afirma apenas em: I. II. 12 C D E III. I e II. II e III. Questão 03 A função do vitelo é nutrir o embrião durante o desenvolvimento embrionário, ao menos em suas primeiras fases. No reino animal, a quantidade e a distribuição do vitelo no ovo determinam as diferenças na segmentação, podendo esta ocorrer em todo o ovo ou só em parte. O tamanho das células formadas (blastômeros) durante a segmentação pode ser igual ou diferente. A tabela a seguir indica o tipo de ovo (conforme o teor e a distribuição do vitelo), o tipo de segmentação e dá exemplos de animais que apresentam esses tipos de ovos e segmentação. I. A letra A corresponde a animais como aves e répteis, pois seus ovos possuem alto teor de vitelo, e a segmentação ocorre apenas em um dos polos. II. A letra B corresponde a um tipo de segmentação em que todos os blastômeros formados possuem o mesmo tamanho. III. A letra C corresponde a ovos que possuem muito vitelo, ficando este distribuído igualmente no citoplasma. IV. A letra D corresponde a um tipo de segmentação em que as células embrionárias ficam 13 A B C D E dispostas na superfície do ovo. Com base nos textos e em seus conhecimentos, as afirmativas corretas são: I, II e III. I, III e IV. II e IV. I e IV. II e III. Questão 04 Leia com atenção o texto a seguir. Na espécie humana, “[...] o encontro de um espermatozoide com um óvulo desencadeia uma gigantesca série de reações, centenas de milhares que se seguem, sobrepõem-se, cruzam-se em uma rede de espantosa complexidade. Tudo para chegar, quaisquer que sejam as condições, à aparição de um bebê humano e nunca de um patinho, uma girafinha ou uma borboletinha. O impressionante é que, terminada a fecundação, a primeira célula, o ovo fecundado, começa a dividir-se. Dá duas células. Depois quatro. Depois oito. Depois um cachinho de células. Que esse cacho grude na parede do útero, que ele se alongue, cresça e, alguns meses mais tarde, forme um bebê com, em mais de noventa e cinco por cento dos casos, tudo de que precisa para viver, percorrer o mundo e até pensar, eis o milagre. Eis o fenômeno mais estupendo que se desenrola neste mundo. Tão estupendo que deveria ser admiração para a Terra inteira. Que os homens deviam passar o tempo perguntando-se sobre os mecanismos subjacentes a tal maravilha”. JACOB, François. O rato, a mosca e o homem. São Paulo: Companhia das Letras, 1998. Atendendo à sugestão de François Jacob, prêmio Nobel de Fisiologia e Medicina de 1965, contida no último período do texto, a) escreva os nomes das etapas da embriogênese às quais se refere o trecho “[...] O impressionante é que, terminada a fecundação, a primeira célula, o ovo fecundado, começa a dividir-se. Dá duas células. Depois quatro. Depois oito. Depois um cachinho de células. Que esse cacho grude na parede do útero, que ele se alongue, cresça e, alguns meses mais tarde [...]”. b) escreva o nome que se dá ao “cachinho de células” de que o autor fala. Questão 05 14 A B C D E A B C D E Qual a diferença, no desenvolvimento embrionário, entre animais com ovos oligolécitos e animais com ovos telolécitos? Número de folhetos embrionários formados. Presença ou ausência de celoma. Presença ou ausência de notocorda. Tipo de segmentação do ovo. Modo de formação do tubo neural. Questão 06 Considere os esquemas numerados de 1 a 6, que mostram os diferentes estágios que ocorrem durante o processo de clivagem. Observe que eles não estão na sequência correta de acontecimentos. Em qual alternativa o desenvolvimento embrionário está em ordem sequencial totalmente correta? 3, 6, 1, 4, 5, 2 5, 3, 1, 4, 6, 2 3, 5, 2, 1, 6, 4 1, 3, 5, 6, 4, 2 3, 1, 5, 2, 6, 4 GastrulaçãoGastrulação 15 Esse processo é marcado pela movimentação das células embrionárias, reorganizando-se de maneira tal a definir o plano corporal do animal a ser formado. O número de folhetos germinativos também será definido. Desse momento em diante, inicia-se o processo de diferenciação celular, a partir do qual os tecidos permanentes serão formados. Como resultado desses movimentos, a blastocele dá lugar a uma nova cavidade, também cheia de líquido, denominada arquêntero (ou gastrocele), a qual, em etapas posteriores, originará o tubo digestório do animal. O arquêntero possui uma abertura que permite a comunicação com o meio externo, denominada blastóporo. Nos animais que apresentam tubo digestório completo, ou seja, possuem boca e ânus, o blastóporo pode diferenciar-se em uma dessas duas estruturas. Assim, esses animais são classificados em protostômios (aqueles em que o blastóporo origina a boca) e deuterostômios (aqueles em que o blastóporo origina o ânus). São exemplos de animais protostômios os nematelmintos, moluscos, anelídeos e artrópodes, enquanto equinodermos e cordados são os únicos exemplos de animais deuterostômios. Processo de gastrulação em vista transversal, gerando uma nova cavidade, denominada arquêntero. Ainda na fase de gástrula, observa-se a formação dos tecidos embrionários, também denominados folhetos germinativos, cujas células passarão pelo processo de diferenciação celular, originando os tecidos permanentes do animal. Tais folhetos germinativos, de acordo com sua localização na massa celular embrionária, são denominados ectoderma (mais externo), endoderma (mais interno) e mesoderma (de localização intermediária em relação ao ectoderma e ao endoderma). Vale ressaltar que nem todos os animais possuem os três folhetos durante o seu desenvolvimento embrionário. Por exemplo, os poríferos, representados pelas esponjas, são ditos ablásticos, pois não formam nenhum dos folhetos, visto que seu desenvolvimento embrionário só vai até a fase de blástula. Nos cnidários, GastrulaçãoGastrulação 16 grupo ao qual pertencem as águas-vivas e os corais, observa-se a formação de apenas dois desses folhetos embrionários, ectoderma e endoderma, razão pela qual esses animais são classificados como diblásticos ou diploblásticos. Por outro lado, os demais grupos animais (platelmintos, nematelmintos, moluscos, anelídeos, artrópodes, equinodermos e cordados) são classificados como triblásticos ou triploblásticos, pois nestes formam-se os três folhetos embrionários. Nos animais triblásticos, já no final da gastrulação, é possível observar a formação de uma cavidade interna que, posteriormente, abrigará os órgãos do animal adulto. Essa cavidade, no entanto, pode ser delimitada, exclusivamente, por mesoderma, recebendo o nome de celoma, encontrada nos moluscos, anelídeos, artrópodes, equinodermos e cordados. Pode, ainda, apresentar-se revestida externamente por mesoderma e internamente por endoderma. Neste caso, recebe o nome de pseudoceloma eocorre apenas no grupo dos nematelmintos. Há, no entanto, animais triblásticos que não formam essa cavidade, como é o caso dos platelmintos. Por essa razão, esses animais são denominados acelomados. Visão em corte do corpo de um animal triblástico acelomado (A), pseudocelomado (B) e celomado (C). Resumo das classificações de alguns filos animais de acordo com a presença dos folhetos embrionários, o órgão originado pelo blastóporo, e quanto à presença de celoma. OrganogêneseOrganogênese 17 • Ao final da gastrulação, inicia-se a organogênese, fase em que os tecidos permanentes e os órgãos do animal são formados. Durante essa etapa, as células dos folhetos germinativos iniciam um processo denominado diferenciação celular, adquirindo morfologias diferenciadas e tornando-se aptas a desempenhar funções específicas. Esse processo envolve a ativação e a inativação seletiva de genes do DNA dos mais diversos tipos celulares que, gradativamente, vão sendo formados. É só lembrar que todas as células do embrião resultam de sucessivas divisões mitóticas; portanto, salvo ocorra alguma mutação, são geneticamente idênticas umas às outras. Isso mostra que todas as células apresentam, por exemplo, o gene que codifica o hormônio insulina, uma proteína que atua na entrada de glicose nas células, mas o gene só se encontra ativado em algumas células do pâncreas, as únicas especializadas na produção desse hormônio. A seguir, encontram-se listados os tecidos e as estruturas formadas a partir da diferenciação das células dos folhetos embrionários. Esquema indicando os folhetos germinativos que resultam do processo de organogênese. Endoderma Tubo digestivo primitivo OrganogêneseOrganogênese 18 • • • • • • • • • • • • Epitélio do sistema respiratório Faringe Bolsas faríngeas, tireoide e paratireoide. Fígado, pâncreas Epitélio do sistema urogenital Mesoderma Notocorda Revestimento das cavidades torácica e abdominal Sistema cardiovascular Sangue, medula óssea, tecido linfático, endotélio dos vasos sanguíneos e linfa. Somitos Músculos esqueléticos, ossos e cartilagens do esqueleto (exceto o crânio), derme e tecidos conectivos. Órgãos do sistema urogenital Ureter, rins, gônadas e canais reprodutivos. Ectoderma Epitélio externo do corpo e derivados Pelos, unhas, glândulas epiteliais, revestimento da boca, esmalte dos dentes, lentes do olho, ouvido interno, epitélio nasal e olfativo e epiderme. Tubo neural Cérebro, medula e nervos motores. Crista neural Gânglios sensoriais e nervos, medula adrenal, gânglios simpáticos, crânio, arcos branquiais e dentina dos dentes. A formação da notocorda e a neurulaçãoA formação da notocorda e a neurulação 19 O anfioxo é um animal marinho pertencente ao grupo dos cordados, assim como os peixes, répteis e mamíferos, por exemplo. Esse animal é um importante modelo de estudo da embriologia dos demais cordados. Hans Hillewaert/Wikimedia Commons Em virtude das particularidades que caracterizam a organogênese nos mais diversos grupos de animais, recorre-se ao anfioxo para exemplificar os principais eventos dessa etapa do desenvolvimento embrionário dos cordados, grupo do qual também os seres humanos fazem parte. Um deles é a formação da notocorda, uma estrutura flexível em forma de bastão, situada na região dorsal do corpo do animal, que corresponde ao seu primeiro eixo de sustentação. No anfioxo, a notocorda persiste por toda a vida do animal, estendendo-se da cabeça à cauda. Já nos cordados vertebrados, a notocorda é substituída pela coluna vertebral no animal adulto. Outro evento de destaque na organogênese dos cordados é a formação do tubo nervoso, um processo denominado neurulação. Neste, as células ectodérmicas situadas na região dorsal do embrião adquirem o aspecto de uma placa achatada, denominada placa neural. Tal processo continua ao longo de toda a extensão dorsal do embrião em direção à sua extremidade posterior, ao mesmo tempo que o endoderma forma o tubo digestório e o mesoderma origina a notocorda e outras estruturas. O epímero forma os somitos, que, por sua vez, originarão os músculos. Em seguida, serão formados o sistema geniturinário e o 20 celoma, pela união da somatopleura e da esplancnopleura. Esquema demonstrando as etapas da organogênese e neurulação do embrião. Esquema ilustrativo da organização corporal do anfioxo adulto, com destaque para as estruturas internas vistas em corte transversal. Questão 01 Sobre embriologia animal, assinale V para as proposições verdadeiras e F para as falsas. Pratique: Pratique: desenvolvimento dos folhetos embrionáriosdesenvolvimento dos folhetos embrionários 21 ( ) No início do desenvolvimento embrionário surgem os primeiros tecidos, os chamados folhetos embrionários, os quais, por diferenciação, dão origem a todos os tecidos do animal adulto. ( ) Os dois primeiros folhetos são o ectoderma e o endoderma. O terceiro folheto é o mesoderma, que se forma entre os dois anteriores e cuja presença revela maior nível de complexidade do animal, que apresentará maior diversidade de tecidos quando adulto. ( ) Os animais são classificados em diploblásticos, quando só têm o ectoderma e o endoderma, e triploblásticos, quando também apresentam o mesoderma. ( ) O mesoderma pode ainda se diferenciar em dois folhetos, abrindo uma cavidade entre eles, denominada celoma. No interior do celoma, existe um líquido que funciona como um esqueleto hidrostático. ( ) Nos vertebrados, a ectoderme dá origem à epiderme, ao sistema nervoso, à hipoderme e aos músculos. A endoderme forma o tubo digestório, o sistema respiratório e as glândulas. A mesoderme origina os tecidos conjuntivos. Questão 02 Considerando as estruturas a seguir, relacionadas ao desenvolvimento embrionário de cordados, analise a figura e as proposições apresentadas. Assinale V para as alternativas verdadeiras e F para as falsas. ( ) O ectoderma (I) forma o tubo neural (tubo nervoso) (IV). ( ) O endoderma (II) delimita o celoma (VI), estrutura presente nos platelmintos e outros animais. ( ) O mesoderma (III) é diferenciado a partir de células da notocorda (V) e dá origem ao arquêntero. 22 A B C D E A B ( ) Os cordados são animais que possuem notocorda (V), a qual é substituída pela coluna vertebral em diferentes animais, como anfíbios, répteis, aves e mamíferos. ( ) O arquêntero, mostrado em VII, representa o intestino primitivo do animal. Questão 03 Quanto ao desenvolvimento embrionário, associe todos os elementos da coluna 1 com a classificação apresentada na coluna 2. Coluna 1 (I) Diblásticos (II) Triblásticos acelomados (III) Triblásticos pseudocelomados (IV) Triblásticos celomados Coluna 2 ( ) Nematelmintos ( ) Anelídeos ( ) Cnidários ( ) Artrópodes A sequência correta, de cima para baixo, na coluna 2 é: I, II, III, IV. I, II, IV, III. I, IV, III, IV. II, IV, I, IV. III, IV, I, IV. Questão 04 Na diferenciação dos folhetos embrionários dos vertebrados, a ectoderme origina: a pele, os olhos e as glândulas salivares. a epiderme, o sistema nervoso, as glândulas salivares. 23 C D E A B C D E o tubo digestivo, os pulmões, o fígado. o aparelho respiratório, o aparelho urinário, o aparelho reprodutor. o esqueleto ósseo, o sistema muscular, o aparelho reprodutor. Questão 05 A notocorda é um cordão de tecido conjuntivo que representa a primeira estrutura de sustentação do corpo de um cordado, podendo persistir, alterar-se ou desaparecer nos adultos. Pode-se afirmar que a notocorda, nos vertebrados: encontra-se apenas na fase adulta. é substituída pelo progressivo aparecimento da coluna vertebral. existe concomitantemente com a coluna vertebral. persiste por toda a vida. está presente nos embriões de alguns grupos. Questão 06 As figuras representam esquematicamente o estágio de nêurula de um embrião de um anfioxo. Os folhetos embrionários estão ilustrados pelos números de 1 a 3, e as estruturas A, B, C e D são oriundas do desenvolvimentoe da diferenciação dos folhetos embrionários. a) Indique a letra, o nome e a função da estrutura que desaparece no decorrer do desenvolvimento embrionário dos mamíferos, dando lugar à coluna vertebral. b) Indique os números e os nomes dos folhetos embrionários que dão origem, respectivamente, às células intestinais e às células neurais, nos mamíferos adultos. 24 • • • • • c) Indique a letra e o nome da estrutura onde ficarão alojados os futuros órgãos do animal. Tal estrutura origina-se a partir de qual folheto embrionário? Até o século XVIII, a opinião dos cientistas quanto ao desenvolvimento dos seres vivos dividia-se em duas correntes: o pré-formismo e a epigênese. Os adeptos do pré-formismo sustentaram por muito tempo a ideia de que o espermatozoide ou o óvulo abrigava uma forma em miniatura de um indivíduo adulto da espécie. Por outro lado, a Teoria Epigenética defendia a formação de um embrião a partir da mistura de material amorfo proveniente tanto do óvulo quanto do espermatozoide. O desenvolvimento embrionário divide-se basicamente em três etapas: segmentação, gastrulação e organogênese. A quantidade de vitelo no zigoto (ovo) dos animais varia. Assim, os ovos podem ser classificados em: oligolécitos, heterolécitos, telolécitos e centrolécitos. A segmentação é a fase em que o zigoto (ovo) se divide por mitoses sucessivas, formando o embrião. Dentro dessa fase, são observados os estágios de mórula e blástula. A segmentação depende da quantidade e da distribuição do vitelo dentro da célula. Desse modo, pode ser classificada em holoblástica (ou total) ou meroblástica (ou parcial). Na gastrulação, há a movimentação das células embrionárias, formando o arquêntero, o blastóporo e os folhetos germinativos (ectoderma, endoderma e mesoderma). Neste capítulo, estudamos...Neste capítulo, estudamos... 25 VIDEOAULASVIDEOAULAS Desenvolvimento embrionário do anfioxoDesenvolvimento embrionário do anfioxo Escaneie com o leitor de QR Code da busca de capítulos na aba ConteúdoConteúdo ASSISTIRASSISTIR A origem dos tecidos e dos órgãosA origem dos tecidos e dos órgãos Escaneie com o leitor de QR Code da busca de capítulos na aba ConteúdoConteúdo ASSISTIRASSISTIR Critérios embriológicos de classificaçãoCritérios embriológicos de classificação Escaneie com o leitor de QR Code da busca de capítulos na aba ConteúdoConteúdo ASSISTIRASSISTIR Desenvolvimento embrionário I – Introdução à Embriologia, gastrulação, organogêneseDesenvolvimento embrionário I – Introdução à Embriologia, gastrulação, organogênese Escaneie com o leitor de QR Code da busca de capítulos na aba ConteúdoConteúdo ASSISTIRASSISTIR 26 BIOLOGIA VER CAPÍTULO SLIDES DO CAPÍTULO Como se origina um novo ser vivo? Breve histórico da Embriologia Pratique: desenvolvimento do conhecimento embriológico Desenvolvimento embrionário Tipos de ovos e clivagem Pratique: desenvolvimento do zigoto Gastrulação Organogênese A formação da notocorda e a neurulação Pratique: desenvolvimento dos folhetos embrionários Neste capítulo, estudamos... VIDEOAULAS Desenvolvimento embrionário do anfioxo ASSISTIR A origem dos tecidos e dos órgãos ASSISTIR Critérios embriológicos de classificação ASSISTIR Desenvolvimento embrionário I – Introdução à Embriologia, gastrulação, organogênese ASSISTIR
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