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Fazemos parte do Claretiano - Rede de Educação FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I Meu nome é Solange Ap. Bispo dos Santos. Sou licenciada em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo (1999), bacharel em Ciências Biológicas pela Universidade de São Paulo (2004), mestra em Entomologia pela Universidade de São Paulo (2004), doutora em Entomologia pela Universidade de São Paulo (2008) e com pós-doutorado pela Shimane University (Japão, 2008). Também possuo especialização em Educação a Distância: Planejamento, Implantação e Gestão, pelo Centro Universitário Claretiano (2014). Tenho experiência nas áreas de Zoologia, Entomologia e Ecologia. Atualmente sou professora no ensino a distância. Claretiano – Centro Universitário Rua Dom Bosco, 466 - Bairro: Castelo – Batatais SP – CEP 14.300-000 cead@claretiano.edu.br Fone: (16) 3660-1777 – Fax: (16) 3660-1780 – 0800 941 0006 claretiano.edu.br/batatais Solange Aparecida Bispo dos Santos Batatais Claretiano 2018 FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I © Ação Educacional Claretiana, 2015 – Batatais (SP) Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução, a transmissão total ou parcial por qualquer forma e/ou qualquer meio (eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação e distribuição na web), ou o arquivamento em qualquer sistema de banco de dados sem a permissão por escrito do autor e da Ação Educacional Claretiana. CORPO TÉCNICO EDITORIAL DO MATERIAL DIDÁTICO MEDIACIONAL Coordenador de Material Didático Mediacional: J. Alves Preparação: Aline de Fátima Guedes • Camila Maria Nardi Matos • Carolina de Andrade Baviera • Cátia Aparecida Ribeiro • Dandara Louise Vieira Matavelli • Elaine Aparecida de Lima Moraes • Josiane Marchiori Martins • Lidiane Maria Magalini • Luciana A. Mani Adami • Luciana dos Santos Sançana de Melo • Patrícia Alves Veronez Montera • Raquel Baptista Meneses Frata • Simone Rodrigues de Oliveira Revisão: Eduardo Henrique Marinheiro • Filipi Andrade de Deus Silveira • Rafael Antonio Morotti • Rodrigo Ferreira Daverni • Vanessa Vergani Machado Projeto gráfico, diagramação e capa: Bruno do Carmo Bulgarelli • Joice Cristina Micai • Lúcia Maria de Sousa Ferrão • Luis Antônio Guimarães Toloi • Raphael Fantacini de Oliveira • Tamires Botta Murakami Videoaula: André Luís Menari Pereira • Bruna Giovanaz • Marilene Baviera • Renan de Omote Cardoso Bibliotecária: Ana Carolina Guimarães – CRB7: 64/11 DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) 591.07 S238f Santos, Solange Aparecida Bispo dos Fundamentos e métodos do ensino de biologia animal I / Solange Aparecida Bispo dos Santos – Batatais, SP : Claretiano, 2018. 222 p. ISBN: 978-85-8377-550-8 1. Zoologia de invertebrados. 2. Parasitas. 3. Biologia. 4. Filo. 5. Filogenia. I. Fundamentos e métodos do ensino de biologia animal I. CDD 591.07 INFORMAÇÕES GERAIS Cursos: Graduação Título: Fundamentos e Métodos do Ensino de Biologia Animal I Versão: fev./2018 Formato: 15x21 cm Páginas: 222 páginas SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 9 2. GLOSSÁRIO DE CONCEITOS ............................................................................ 14 3. ESQUEMA DOS CONCEITOS-CHAVE ............................................................... 20 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 20 5. E-REFERÊNCIA .................................................................................................. 20 UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 23 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA ............................................................. 23 2.1. PROTOZOA .................................................................................................. 23 2.2. FILO PORIFERA ........................................................................................ 52 2.3. FILO CNIDARIA ......................................................................................... 61 3. CONTEÚDO DIGITAL INTEGRADOR ................................................................ 73 3.1. PROTISTA ................................................................................................. 73 3.2. PORIFERA ................................................................................................ 74 3.3. CNIDARIA ................................................................................................ 74 4. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 75 5. CONSIDERAÇÕES ............................................................................................. 77 6. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 77 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 81 UNIDADE 2 – CTENOPHORA, PLATYHELMINTHES E NEMATODA 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 85 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA ............................................................. 85 2.1. FILO CTENOPHORA ................................................................................. 85 2.2. FILO PLATYHELMINTHES ......................................................................... 89 2.3. FILO NEMATODA ..................................................................................... 107 3. CONTEÚDO DIGITAL INTEGRADOR ................................................................ 116 3.1. FILO CTENOPHORA ................................................................................. 117 3.2. FILO PLATYHELMINTHES ......................................................................... 118 3.3. FILO NEMATODA ..................................................................................... 119 4. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 120 5. CONSIDERAÇÕES ............................................................................................. 124 6. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 124 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 127 UNIDADE 3 – NEMATOMORPHA, ANNELIDA E ARTHROPODA 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 131 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA ............................................................. 131 2.1. FILO NEMATOMORPHA ........................................................................... 131 2.2. FILO ANNELIDA ........................................................................................ 134 2.3. FILO ARTHROPODA ................................................................................. 145 3. CONTEÚDO DIGITAL INTEGRADOR ................................................................ 170 3.1. NEMATOMORPHA .................................................................................. 170 3.2. ANNELIDA ............................................................................................... 171 3.3. ARTHROPODA ......................................................................................... 172 4. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 173 5. CONSIDERAÇÕES .............................................................................................175 6. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 175 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 179 UNIDADE 4 – MOLLUSCA, ECHINODERMATA E HEMICHORDATA 1. INTRODUÇÃO ................................................................................................... 183 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA ............................................................. 184 2.1. FILO MOLLUSCA....................................................................................... 184 2.2. FILO ECHINODERMATA ........................................................................... 198 2.3. FILO HEMICHORDATA ............................................................................. 206 3. CONTEÚDO DIGITAL INTEGRADOR ................................................................ 214 3.1. FILO MOLLUSCA....................................................................................... 214 3.2. FILO ECHINODERMATA ........................................................................... 215 3.3. FILO HEMICHORDATA ............................................................................. 216 4. QUESTÕES AUTOAVALIATIVAS ....................................................................... 217 5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................................. 218 6. E-REFERÊNCIAS ................................................................................................ 219 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 222 7 CONTEÚDO INTRODUTÓRIO Conteúdo Aspectos Morfofisiológicos, Evolutivos, Ecológicos e Sistemáticos dos Filos: Protozoa, Porifera, Cnidária, Ctenophora, Platyhelminthes, Nematoda, Nematomorpha, Mollusca, Annelida, Arthopoda, Echinodermata e Hemichordata. Bibliografia Básica BARNES, R. S. K. et al. Os invertebrados: uma síntese. São Paulo: Atheneu, 2008. BRUSCA, R. C.; BRUSCA, G. J. Invertebrados. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. RUPPERT, E. E.; FOX, R. S.; BARNES, R. D. Zoologia dos invertebrados: uma abordagem funcional-evolutiva. 7. ed. São Paulo: Roca, 2005. Bibliografia Complementar BRUSCA, R. C.; MOORE, W.; SHUSTER, S. M. Invertebrates. 3. ed. Sunderland: Sinauer, 2016. FRANSOZO, A.; NEGREIROS-FRANSOZO, M. L. (eds.). Zoologia dos invertebrados. São Paulo: Roca, 2016. HICKMAN, C. P. et al. Princípios integrados de zoologia. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004. MARGULIS, L.; SCHWARTZ, K. V. Cinco reinos: um guia ilustrado dos filos da vida na Terra. 3. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2001. PESSOA, S. B.; MARTINS, A. V. Parasitologia médica. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1988. 8 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO É importante saber! ––––––––––––––––––––––––––––––––– Esta obra está dividida, para fins didáticos, em duas partes: Conteúdo Básico de Referência (CBR): é o referencial teórico e prático que deverá ser assimilado para aquisição das competências, habilidades e atitudes necessárias à prática profissional. Portanto, no CBR, estão condensados os principais conceitos, os princípios, os postulados, as teses, as regras, os procedimentos e o fundamento ontológico (o que é?) e etiológico (qual sua origem?) referentes a um campo de saber. Conteúdo Digital Integrador (CDI): são conteúdos preexistentes, previamente selecionados nas Bibliotecas Virtuais Universitárias conveniadas ou disponibilizados em sites acadêmicos confiáveis. São chamados “Conteúdos Digitais Integradores” porque são imprescindíveis para o aprofundamento do Conteúdo Básico de Referência. Juntos, não apenas privilegiam a convergência de mídias (vídeos complementares) e a leitura de “navegação” (hipertexto), como também garantem a abrangência, a densidade e a profundidade dos temas estudados. Portanto, são conteúdos de estudo obrigatórios, para efeito de avaliação. –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 9© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO 1. INTRODUÇÃO Caro aluno, seja muito bem-vindo! Este material será seu “guia” no ingresso dos estudos sobre os Fundamentos e Métodos do Ensino de Biologia Animal. Aqui, daremos início ao embasamento científico e teórico, sob diferentes abordagens, para que você possa exercer tanto as atividades curriculares quanto a sua futura profissão, com senso crítico, competência, solidez e responsabilidade. O foco das quatro unidades deste material didático são os estudos sobre a zoologia dos invertebrados, seus aspectos morfofisiológicos, evolutivos, ecológicos e sistemáticos, com ênfase no ciclo dos parasitas que atingem os seres humanos. Antes, alguns conceitos precisam ser introduzidos. Vamos começar? Esperamos que este aprendizado desperte ainda mais seu interesse nessa área de conhecimento! Zoologia dos invertebrados Os estudos sobre a vida dividem-se em dois grandes domínios: procariotos e eucariotos. Este último separa-se em quatro grandes reinos: fungos, plantas, protistas e animais. É dentro do reino animal que encontraremos os invertebrados em toda sua diversidade. Ao longo dos bilhões de anos de evolução da vida no nosso planeta, os invertebrados deixaram seus primeiros traços há cerca de 600 milhões de anos. Os cientistas, dessa forma, estimam sua origem no éon Proterozoico. Ao longo de drásticas mudanças atmosféricas e colossais cataclismos, os invertebrados adaptaram-se a diferentes temperaturas (algumas realmente extremas) e a todo tipo de hábitat (úmido, 10 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO seco, em altitudes com ar rarefeito, em águas doces, em regiões abissais do oceano sob grande pressão, dentro de outros organismos etc.). Por conta disso, assumiram os mais variados papéis nos sistemas ecológicos e uma incontável multiplicidade de corpos, hábitos alimentares, meios de locomoção e mecanismos de trocas gasosas. Aliás, a competência dessas complexas e curiosas criaturas pode ser medida pela observação de como certas características de algumas espécies mantêm-se quase inalteradas ao longo de milhões de anos. Talvez seja difícil dar-lhes a devida atenção quando nos vemos hoje cercados por máquinas, tecidos, vidro e concreto, isolados em nosso mundo de tecnologia virtual e arte. Contudo, a maior parte dos alimentos que consumimos desde sempre depende da polinização das plantas realizada por insetos, como abelhas, vespas, borboletas e moscas. A arquitetura das asas dos aviões, do rolamento dos tanques de guerra, das próteses hidráulicas e mesmo da nanotecnologia inspirou-se na estrutura de muitos invertebrados graças ao estudo de sua morfologia. Há também uma questão de saúde relacionada ao nosso convívio com esses pequenos seres. Mesmo em contextos urbanos, estamos sujeitos a infecções sérias transmitidas por caramujos de jardim, mosquitos domésticos, ovos de vermes encasulados em carnes etc. Nós, seres humanos, por mais devastadores que possamos ser ao meio ambiente, ainda somos muito jovens neste planeta e estamos em menor número que os invertebrados. Assim, acredito que temos muito a aprender sobre equilíbrio e sobrevivência com esses pequenos seres. 11© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO Filogenia e Método Cladístico Entende-se que 99% de todas as espécies de animais do planeta sejam invertebradas. Com cerca de 1 milhão de espécies viventes descobertas, esse número pode ser imensamente maior. Essas criaturas tão diversas em cores, formas, tamanhos, hábitos e hábitats encantam tanto seus observadores casuais quanto aqueles que se dedicam a estudá-las profundamente. Em razão da complexidade de variáveis, o estudo dos invertebrados pode parecer incompreensível ou infrutífero. De fato, é um esforço hercúleo, dadaa diversidade desses seres, mas há alguns temas identificáveis sobre os quais depositam-se abordagens técnicas e teóricas que guiam os cientistas e alunos. A principal função desses temas é categorizar cada animal a um grupo taxonômico e descrever esses grupos, para que cada animal partilhe das características expressas daquele grupo. Para simplificar um pouco esses termos todos, que podem ser novos a você, tomemos como exemplo o polvo e a aranha: ambos são invertebrados e partilham características, mas muitas coisas neles diferem, de tal forma que é necessário alocá-los em grupos diferentes. E ainda mais: se estivermos falando de uma aranha- marrom (Loxosceles similis), por exemplo, por mais que ela tenha muito em comum com outras espécies de aracnídeos, guardará características exclusivas das aranhas-marrons – retomaremos esse exemplo no próximo parágrafo. E quais são esses temas de estudo? Um deles é conhecido como Bauplan, também chamado de plano básico, e consiste em identificar as características de cada grupo taxonômico. No caso da zoologia dos invertebrados, reconhecer os caracteres em comum que compõem todos os protozoários, platelmintos, artrópodes, anelídeos, moluscos etc. Voltando ao exemplo do 12 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO parágrafo anterior, uma aranha-marrom partilha de alguns caracteres idênticos a todos as espécies de artrópodes, como corpo segmentado e apêndices articulados. Seja um inseto, um crustáceo ou um aracnídeo, todos os artrópodes podem ser identificados a partir desses traços. As unidades encontradas após essa introdução buscam se orientar dentro dessa temática, de forma a contemplar um aprendizado mais coeso e organizado. Outro tema de estudo são os princípios fundamentais, que dizem muito a respeito de como a física e a química integram-se sistematicamente à fisiologia de cada espécie. Tomemos agora como exemplo uma abelha. Trata-se de uma criatura capaz de voar e isso só é possível devido às suas asas. Contudo, as abelhas não são as únicas criaturas com asas e tampouco as únicas que voam. Seres diversos e não relacionados entre si, como cegonhas, morcegos e gafanhotos, possuem algo que se parece com uma asa, mesmo que com composições diferentes. Isso nos diz muito sobre os aspectos ecológicos (da relação entre seres vivos e meio ambiente) da zoologia dos invertebrados. Por fim, talvez você esteja se perguntando como esses caracteres distintos foram sistematizados ou como os estudos entre o plano básico e os princípios fundamentais organizam-se. A resposta a essa pergunta está no Método Cladístico, um importante tema nas pesquisas em zoologia. Trata-se de uma reconstrução em forma de chaves hierárquicas (do indivíduo mais primitivo e generalizado aos mais adaptados e especializados) pelo estudo comparativo entre estruturas corporais e comportamentais que convergem ou tornam-se homólogas, correspondentes, de forma que se possa identificar o táxon (unidade taxonômica) a que pertence determinada espécie. Para ilustrar melhor, citamos novamente aqui o caso da aranha-marrom. Como já apresentado, apesar de pertencer ao mesmo grupo que as outras aranhas, 13© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO essa espécie possui hábitos, tamanhos e cores que a distinguem de outras. Da mesma forma, há características semelhantes e distintas entre as aranhas-marrons. Pelo Método Cladístico, é possível construir essa hierarquia de características homólogas e, a partir de determinadas linhas, distintas. Essa distinção é de tal forma específica que hoje são identificadas e catalogadas mais de dez espécies diferentes de aranhas-marrons. Esse trabalho é responsável em grande parte por um dos mais importantes tópicos da biologia animal: a filogenia. Também nomeada como "árvore da vida", a filogenia estabelece a relação entre os grupos dos animais, de forma simples e seguindo os princípios da Teoria da Evolução. É por essa árvore filogenética que se entende por que seres diversos como anêmonas, medusas e pólipos aparentam-se ao longo da história da vida na Terra. De certa forma, as unidades deste material didático foram estruturadas contemplando a divisão entre alguns filos de invertebrados. Por onde começar os estudos? Uma dica muito importante é não se deixar desanimar pelos termos técnicos. Com o tempo e a leitura atenta deste material, você se acostumará com eles e os entenderá. Os nomes a princípio podem assustar e causar estranhamento, especialmente se você nunca estudou esse assunto. Quando isso acontecer, lembre-se de que estamos tratando de animais com os quais convivemos diariamente e nos relacionamos das mais diversas formas. Os pernilongos, que tanto nos incomodam durante os chuvosos verões, e os parasitas, que nos causam doenças ao habitar nossos corpos, são exemplos desses pequeninos membros do reino animal, que obrigatoriamente interagem conosco. E há 14 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO interações mais agradáveis... Há deliciosas culinárias, como a espanhola e a chilena (só para citar duas), cuja base dos pratos são polvos, lulas e camarões. Há também personagens famosos de histórias infantis que são grilos, formigas, cigarras etc. Mais ainda, algumas dessas criaturas nos fascinam... Quem nunca se espantou com a forma como uma colônia de abelhas organiza-se para cuidar da alimentação e da segurança de sua rainha, de seus filhotes e de sua casa? Ou como não se intrigar com a carapaça de cores metálicas e vibrantes de alguns besouros, com o voo das borboletas, com a inteligência dos polvos, com as teias de uma aranha? Esse fascínio guiará seus estudos daqui por diante. Permita-se o encantamento com o rico conhecimento que se abre para você. Busque materiais de apoio e saia a campo para explorar a diversidade da vida que o cerca. Isso fará de você um professor capaz de também encantar seus alunos e despertar-lhes a curiosidade, o fascínio e o prazer pelo aprendizado. Vamos começar? 2. GLOSSÁRIO DE CONCEITOS O Glossário de Conceitos permite uma consulta rápida e precisa das definições conceituais, possibilitando um bom domínio dos termos técnico-científicos utilizados na área de conhecimento dos temas tratados. 1) Autotrófico: ser vivo capaz de fabricar substâncias orgânicas que lhe servem de alimento a partir de substâncias inorgânicas, usando como fonte de energia luz ou reações inorgânicas exotérmicas. Seres autotróficos não dependem, no aspecto alimentar, de outros seres vivos. Os processos usados pelos seres 15© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO autotróficos na fabricação de substâncias orgânicas são a fotossíntese e a quimiossíntese. 2) Aboral: oposto à boca (L. ad, longe + os, boca). 3) Acelomado: sem celoma (Gr. a, sem + koiloma, cavidade, de koilos, oco). 4) Adaptação: aptidão de uma estrutura, função, ou organismo inteiro para um ambiente particular; o processo de tornar-se apto (L. ad, para + apto, apto). 5) Bexiga: saco ou cesta de paredes finas que contém fluidos ou gases. 6) Biodiversidade: diversidade de espécies de um ecossistema. Quanto maior a quantidade de nichos ecológicos, maior a diversidade de espécies do ambiente, ou seja, maior sua biodiversidade. 7) Bioma: comunidade clímax adaptada a uma determinada região. Biomas podem ser aquáticos ou terrestres. 8) Biosfera: sistema único formado pela atmosfera (troposfera), crosta terrestre (litosfera), água (hidrosfera) e todas as formas de vida. 9) Biota: conjunto de seres vivos que habitam um determinado ambiente ecológico, em estreita correspondência com as características físicas, químicas e biológicas desse ambiente. Ecossistemas do planeta. 10) Birreme: consistindo de ou portador de dois remos, como um apêndice de crustáceo (L. bis, duas vezes + ramus, ramo). 11) Blástula: estágio precocede um embrião, geralmente uma esfera oca de células (Gr. dim. de blastos, germe). 12) Broto: parte de um animal que cresce e evagina para produzir um novo indivíduo ou uma parte dele. 16 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO 13) Bucal: relativo à boca (L. bucca, boca). 14) Célula: unidade estrutural e fisiológica da vida. As células podem ser procarióticas (sem núcleo organizado) ou eucarióticas (com núcleo delimitado pela carioteca). Os vírus são os únicos seres que não apresentam células. 15) Cílio: estrutura filiforme (em forma de fio) presente na superfície de certas células, em geral mais curta e em maior número que o flagelo. Sua função é promover movimentos (para a locomoção, limpeza de superfícies ou captura de alimento). 16) Cloroplasto: organela da célula vegetal que armazena clorofila. 17) Comunidade clímax: é o último estágio alcançado por comunidades ecológicas, após uma sucessão de populações que partem da vegetação pioneira até o clímax do habitat. 18) Ectoderme: camada exterior de tecido de um embrião em desenvolvimento. 19) Endoderme: camada mais interna do tecido de um embrião em desenvolvimento. 20) Fagocitose: processo pelo qual certos tipos de célula englobam partículas relativamente grandes com o auxílio de pseudópodos (falsos pés). Amebas e outros protozoários capturam partículas alimentares por fagocitose. 21) Família: categoria taxonômica que reúne gêneros semelhantes. 22) Fecundação (ou fertilização): processo de fusão entre dois gametas que origina o ovo ou zigoto. Pode ocorrer no interior do corpo da fêmea (fecundação 17© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO interna) ou no ambiente (fecundação externa). Quando a fecundação dá-se entre gametas produzidos pelo mesmo organismo, fala-se em autofecundação. 23) Flagelado (filo Mastigophora): classe de protozoários cujos representantes locomovem-se por meio de flagelos. 24) Flagelo: estrutura filiforme (em forma de fio) presente na superfície da célula, em geral mais longa e em menor número que o cílio. Sua função é promover movimentos (para locomoção ou captura de alimento). 25) Fotossíntese: processo realizado por plantas, algas e cianobactérias, no qual gás carbônico e água combinam- se originando substâncias orgânicas (geralmente glicose) e gás oxigênio. A fonte de energia para a fotossíntese é a luz. 26) Fitoflagelado: flagelado que geralmente porta um ou dois flagelos e possui tipicamente cloroplastos. 27) Fase vegetativa: fase de vida em que o ser não se desenvolve ou se multiplica. Seu metabolismo é muito baixo e sua interação com o ambiente é praticamente nula. 28) Gameta: célula haploide (com um único conjunto de cromossomos) especializada na reprodução sexuada que, na fecundação, une-se a outro gameta originando o ovo ou zigoto (diploide). Quando os gametas que se fundem têm forma e tamanho semelhantes, fala-se em isogamia. 29) Gênero: categoria taxonômica que reúne espécies semelhantes. 30) Hábitat: local onde vive determinada espécie. 18 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO 31) Heterotrófico: ser vivo que obtém alimento a partir da matéria orgânica fabricada por outros seres vivos, dos quais depende. 32) Homólogo: que é igual. Cromossomos homólogos são pares formados por cromossomos que apresentam o mesmo tamanho, a mesma forma e a mesma sequência gênica. 33) Invaginação: pregueamento para dentro. Na gastrulação, refere-se a um tipo de movimento morfogenético no qual as células do hemisfério vegetal dobram-se para dentro formando o arquêntero (cavidade da gástrula). 34) Larva: estágio de desenvolvimento móvel independente que tipicamente é bem pouco visível a olho nu, com aparência diferente da do adulto. 35) Leuconoide: refere-se a um tipo de organização corporal das esponjas construída ao redor de câmeras flageladas e de um extenso sistema de canais. 36) Luciferase: enzima que catalisa a reação de bioluminescência (emissão de luz visível por um ser vivo). 37) Mesoderme: camada germinativa embrionária que forma os tecidos entre a ectoderme e a endoderme. 38) Mesogleia: camada de tecido conjuntivo entre a epiderme e a gastroderme dos cnidários e dos ctenóforos. 39) Nematocisto: cnidos com ferrão dos cnidários. 40) Nicho: refere-se ao modo de existência ou aos hábitos de vida de um animal. 19© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO 41) Ocelo: pequeno grupo de fotorreceptores, ou seja, um olho simples. 42) Parasitismo: tipo de relacionamento simbiótico no qual uma espécie (parasita) beneficia-se do relacionamento e a outra (hospedeiro) é prejudicada. 43) Partenogênese: desenvolvimento embrionário de ovos não fertilizados, geralmente diploides. 44) Pelágico: que vive, flutua ou nada acima da coluna de água. 45) Reprodução: manutenção de uma espécie, de geração em geração. 46) Respiração: (1) processo pelo qual as células oxidam as moléculas alimentares e obtêm energia; (2) obtenção de oxigênio do meio e eliminação de dióxido de carbono. 47) Substrato: (1) base de fixação de um organismo; (2) substância que sofre a ação de uma enzima. 48) Tentáculo: evaginação da parede corporal que circunda a boca e que auxilia na captura e ingestão do alimento. 49) Vacúolo alimentar: vesícula alimentar que contém alimento ingerido. 50) Vacúolo contrátil: grande vesícula esférica responsável pela osmorregulação nos protozoários e em algumas células de esponja. 51) Zooflagelado: flagelado que tem um ou mais flagelos, não tem cloroplastos e é heterotrófico. 52) Zooplâncton: animal microscópico livre-natante ou suspenso na água de oceanos e lagos. 20 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I CONTEÚDO INTRODUTÓRIO 3. ESQUEMA DOS CONCEITOS-CHAVE O Esquema a seguir possibilita uma visão geral dos conceitos mais importantes deste estudo. Figura 1 Esquema de Conceitos-chave de Fundamentos e Métodos do Ensino de Biologia Animal I. 4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS BARNES, R. S. K. et al. Os invertebrados: uma síntese. São Paulo: Atheneu, 2008. BRUSCA, R. C.; BRUSCA, G. J. Invertebrados. 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2007. RUPPERT, E. E.; FOX, R. S.; BARNES, R. D. Zoologia dos invertebrados: uma abordagem funcional-evolutiva. 7. ed. São Paulo: Roca, 2005. VILLELA, M. M.; PERINE, V. R. Glossário de zoologia. São Paulo: Atheneu, 2014. 5. E-REFERÊNCIA AMARAL, A. C. Z.; NALLIN, S. A. H. (Orgs.). Biodiversidade e ecossitemas bentônicos marinhos do Litoral Norte de São Paulo, Sudeste do Brasil. Campinas: UNICAMP/ IB, 2011. Disponível em: <http://www2.unifap.br/alexandresantiago/ files/2012/12/E-BOOKBiota_1.pdf>. Acesso em: 28 dez. 2016. 21 UNIDADE 1 PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Objetivos • Analisar a diversidade dos protozoários, poríferas e cnidários. • Compreender algumas adaptações dos grupos estudados. • Identificar a evolução desses organismos. Conteúdo • Bauplan, hábitat, locomoção, alimentação, trocas gasosas, reprodução e filogenia dos protistas, poríferas e cnidários. Orientações para o estudo da unidade Antes de iniciar o estudo desta unidade, leia as orientações a seguir: 1) Não se limite a este conteúdo; busque outras informações em sites confiáveis e/ou nas referências bibliográficas apresentadas ao final de cada unidade. Lembre-se de que, na modalidade a distância, o engajamento pessoal é um fator determinante para o seu crescimento intelectual. 2) Busque identificar os principais conceitos apresentados; siga a linha gradativa da evolução e a diversidade dos organismos que são tema desta unidade. 3) Não deixe de ler as indicações de leitura do Conteúdo Digital Integrador (item 3), pois foram especialmente selecionadas para completar e aprofundar os conteúdos aqui abordados! 22 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA23© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA 1. INTRODUÇÃO Olá! Nesta primeira unidade da disciplina Fundamentos e Métodos do Ensino de Biologia Animal I estudaremos três grupos de invertebrados: os protistas, os poríferas e os cnidários. Esses grupos foram escolhidos para iniciar o estudo porque queremos que você perceba a evolução dos metazoários, ou seja, dos animais pluricelulares: como surgiram os primeiros tecidos, os primeiros sistemas etc. Vamos começar? 2. CONTEÚDO BÁSICO DE REFERÊNCIA O Conteúdo Básico de Referência apresenta, de forma sucinta, os temas abordados nesta unidade. Para sua compreensão integral, é necessário o aprofundamento pelo estudo do Conteúdo Digital Integrador. 2.1. PROTOZOA Os protozoários (Protozoa) são organismos eucariotos unicelulares (Figura 1). Eles têm em comum o fato de se locomoverem, mas não são um grupo monofilético. Eles pertencem ao reino Protista, que inclui, além dos protozoários propriamente ditos, alguns grupos autotróficos. Como são polifiléticos, são altamente diversificados e uma grande parte vive em relação simbionte com outros organismos. Muitos são parasitas importantes, causando prejuízos econômicos enormes e milhões de mortes de pessoas anualmente. Porém, uma grande parte dos protozoários é responsável pelos ciclos 24 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA dos nutrientes e parte fundamental na cadeia alimentar. Eles são encontrados em água doce e salgada, no corpo de organismos, em solos úmidos e em matéria em decomposição (BRUSCA; BRUSCA, 2007). Figura 1 Alguns exemplos de protozoários. Características O tamanho de um protozoário pode variar de 10µm a vários centímetros. São unicelulares na maioria das vezes, mas algumas espécies formam colônias. Os protozoários podem locomover-se por meio de cílios, pseudópodos e flagelos (Figura 2). O tipo de locomoção é muito importante na classificação desses organismos. Mais adiante estudaremos as características de cada grupo. 25© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 2 As diferenças entre pseudópodos, cílios e flagelos. A nutrição varia muito. Podem ser autótrofos ou heterótrofos, existindo ainda aqueles que são tanto um quanto o outro ao mesmo tempo! Os protozoários fotossintéticos possuem cloroplastos e são capazes de fazer fotossíntese. Já os heterótrofos podem ser saprotróficos, alimentando-se de matéria orgânica dissolvida, ou holozoicos, quando absorvem alimentos sólidos (detritos ou presas inteiras). As formas saprotróficas absorvem o alimento por difusão, transporte ativo ou pinocitose, já as holozoicas utilizam a fagocitose. Tanto a absorção por pinocitose quanto por fagocitose exigem que o organismo utilize vacúolos digestivos. Os vacúolos localizam-se na superfície. Assim que o alimento entra neles, migram para o citoplasma, incham e começam a secretar enzimas e outras substâncias digestivas. Depois de digerir o alimento, o vacúolo lança-o no citoplasma por meio de microvesículas (BARNES et al., 2008). Vários protozoários apresentam alto grau de sensibilidade ao calor, a substâncias químicas, à luz e ao toque. Acredita-se que as sensibilidades térmica e química estejam ligadas ao controle eletrofisiológico da célula. No caso da luz, esses organismos, 26 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA principalmente os fotossintetizantes, possuem uma organela chamada de ocelo que é sensível à claridade, permitindo que afastem-se ou aproximem-se da fonte luminosa de acordo com suas necessidades. Além disso, há estruturas da superfície celular que são sensíveis ao contato físico: pseudópodos, cílios e flagelos. Os protozoários, de acordo com a espécie, utilizam essas estruturas para locomoção e para capturar presas. Os cílios e os flagelos, por exemplo, quando esbarram em alguma estrutura, podem parar de bater ou bater rapidamente para afastar-se do estímulo. A maioria dos protozoários é aeróbica; porém, as espécies parasitas são anaeróbicas. Há ainda os anaeróbicos facultativos, que mudam o modo de respirar de acordo com o meio. Os protozoários reproduzem-se assexuadamente e sexuadamente, sendo a maioria da reprodução assexuada. Na reprodução assexuada, o protozoário divide-se em duas células, processo chamado “fissão”. Se essas duas células forem iguais denomina-se “fissão binária”. Caso uma célula seja bem menor do que a outra, o processo é chamado “brotamento”. Se na divisão formarem-se mais de duas células, dá-se o nome de “fissão múltipla”. Se, na fissão, o núcleo dividir-se antes da célula propriamente dita, a reprodução recebe o nome de “esquizogonia”. A reprodução sexuada é comum e importante para a troca de genes. Contudo, em algumas espécies, nunca foi registrada. Muitos protozoários utilizam uma estratégia interessante de sobrevivência, o encistamento. Ele consiste em um espessamento ao redor do organismo, que por sua vez torna- se inativo. Nesse estado, ele é capaz de sobreviver por muito 27© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA tempo em condições desfavoráveis, como falta de alimento, temperaturas muito altas ou baixas etc. Quando o meio torna- se benéfico novamente, ele rompe esse estágio, podendo assim reproduzir-se. O encistamento dificulta o tratamento de doenças causadas por parasitas, pois nesse estágio eles ficam muito mais resistentes a medicamentos (RUPPERT et al., 2005). Agora, vamos estudar alguns grupos específicos de protozoários? Diversidade Filo Euglenida Os euglenoides (Figura 3) são em sua maioria individuais, mas algumas espécies vivem em colônia. Podem ser alongados, esféricos, elípticos ou foliáceos. Possuem uma única mitocôndria grande, um aparelho de Golgi bem desenvolvido, flagelos (em número de um a quatro) e um bastão de sustentação. A divisão nuclear é do tipo “com nucléolo persistente”, ou seja, o nucléolo não desaparece durante a divisão celular para posteriormente ser recomposto, mas, sim, permanece íntegro durante todo o processo (GORI, 1981). A crista mitocondrial discoidal é chamada de cinetoplasto (SOUSA, 2016). 28 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 3 Representante do Filo Euglenida. Eles vivem, em sua maioria, em água doce, mas são encontrados também no mar. Muitas vezes são vistos em águas com grande quantidade de material em decomposição. Quanto à alimentação, os euglenoides são muito diversificados. A maioria é heterotrófica, alimentando-se de matéria em decomposição ou mesmo predando outros organismos. Grande parte, porém, realiza fotossíntese. Contudo, esses euglenoides muitas vezes alteram sua dieta para a heterotrofia, caso haja necessidade. Um número pequeno de espécies é parasita de invertebrados e anfíbios. 29© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA A locomoção é feita por batimento dos flagelos. Algumas espécies utilizam o movimento euglenoide, que é a ondulação do corpo. Os euglenoides reproduzem-se assexuadamente por divisão longitudinal do corpo. A reprodução sexuada não foi confirmada. Por alimentar-se de matéria orgânica, esses organismos são utilizados como indicadores da qualidade da água. Também podem extrair metais pesados do ambiente, sendo, por isso, de grande valor ecológico. Algumas espécies, porém, podem produzir substâncias tóxicas que contaminam peixes e crustáceos (RUPPERT et al., 2005). Filo Kinetoplastida Este filo é especialmente importante porque causa uma grande letalidade em humanos. Os organismos desse grupo possuem apenas uma mitocôndria que abriga, em seu interior, o cinetoplasto (uma concentração de DNA mitocondrial que se colore de escuro).O filo é dividido em dois subgrupos: bodonídeos e tripanossomatídeos. Os bodonídeos são de vida livre, encontrados no mar, rios e lagos. Já os tripanossomatídeos são exclusivamente parasitas. Existem dois gêneros de tripanossomatídeos especialmente importantes para os seres humanos: Leishmania e Trypanosoma. As leishmanioses são doenças causadas pelo protozoário Leishmania e, de modo geral, são divididas em dois grupos: as leishmanioses tegumentares e a leishmaniose visceral (calazar). 30 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA O Leishmania permanece dentro das células do hospedeiro, numa forma arredondada e sem flagelo, chamada de amastigota. Reproduz-se dentro dos macrófagos (células grandes do tecido conjuntivo com função de defender o organismo). Quando o inseto vetor suga o sangue do hospedeiro, esses macrófagos infectados vão para seu tubo digestivo, onde os parasitas libertam-se da célula na forma promastigota (nesse estado formam os flagelos, podendo assim movimentar-se e reproduzir- se fora das células). Quando o inseto alimenta-se novamente, ele regurgita parte do sangue recém-digerido, injetando no local da picada os promastigotas. Os parasitas então penetram na pele do hospedeiro, sendo fagocitados pelos macrófagos. Então, perdem o flagelo e adquirem a forma amastigota, fechando o ciclo (BRUSCA; BRUSCA, 2007). Os insetos vetores são dípteros da subfamília Phlebotominae. No Brasil, são chamados popularmente de birigui ou mosquito- palha. Roedores, marsupiais e canídeos são os reservatórios. O ser humano é considerado o hospedeiro final. Apesar de este poder infectar o vetor, a possibilidade é muito baixa comparada com a do cão, por exemplo (BRUSCA; BRUSCA, 2007). 31© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 4 Ciclo da leishmaniose. Já a doença de Chagas é causada pelo Trypanosoma cruzi. No Brasil existem cerca de 2 milhões de pessoas infectadas, sendo que milhares desenvolvem problemas do coração. Não existe cura, e muitos morrem anualmente. O ciclo de vida do T. cruzi (Figura 5) começa quando o vetor – chamado de barbeiro (Triatoma infestans) – infectado suga o sangue de uma pessoa. Esse inseto defeca quando se alimenta e suas fezes contêm parasitas em sua forma alongada (tripomastigota metacíclico) que penetram na pele através da mucosa e de ferimentos. Uma vez no organismo, entram nas células de diversos órgãos e mais uma vez mudam de forma, dessa 32 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA vez ficando arredondados (amastigotas). É nessa fase que ocorre a reprodução. Quando a célula está repleta, eles mais uma vez mudam a forma, adquirindo flagelos (tripomastigota sanguícola), arrebentando a célula e caindo na corrente sanguínea. Se o inseto sugar o sangue com o parasita, este irá para seu intestino e mais uma vez mudará de forma (epimastigota), multiplicando- se novamente e sendo expelido nas fezes, completando o ciclo (PALMA, 2009). Figura 5 Doença de Chagas: ciclo de vida do Trypanossoma cruzi. Os membros do filo Kinetoplastida movimentam-se por flagelos, que se diferenciam dependendo do gênero. Todos são heterótrofos. Os bodonídeos (não parasitas) alimentam-se principalmente de bactérias, capturando-as com 33© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA o auxílio dos flagelos. Já os tripanossomatídeos (parasitas) alimentam-se absorvendo nutrientes dos fluidos corporais do hospedeiro através de sua membrana externa. Proteínas, carboidratos e gorduras são digeridos por enzimas contidas no seu protoplasma. O oxigênio dissolvido nos fluidos ou plasma sanguíneo é absorvido de maneira similar, gerando a energia necessária para seu processo vital (UILENBERG, 1998). A reprodução pode ser sexuada ou assexuada, sendo esta última a mais comum. Em alguns gêneros também ocorre fissão binária. Filo Ciliophora Também conhecidos como ciliados, esses protozoários são tanto de vida livre como sésseis. Suas formas são as mais variadas, vivendo tanto solitariamente como em colônias. Habitam o mar, a água salobra, a água doce e os solos úmidos. Há também diversas espécies parasitas. Locomovem-se pelo batimento dos cílios. Apesar de parecidos com os flagelos, os cílios possuem algumas características distintas, como o tamanho (são menores) e a quantidade (são numerosos) (BRUSCA; BRUSCA, 2007). Um dos gêneros mais estudados é o Paramecium, que vive em água doce. 34 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 6 Paramecium. A alimentação dos ciliados também é muito variada. Alguns são filtradores, alguns predam outros protozoários e pequenos invertebrados, outros alimentam-se de bactérias e algas, e outros ainda são saprófitos. Sua célula possui uma área oral conhecida como citóstoma, por onde o alimento entra. No caso do Paramecium, o citóstoma apresenta um funil, um pequeno canal que liga o exterior da célula ao seu interior. O alimento passa por ele até sua base, onde formam-se vacúolos responsáveis pela digestão. A eliminação dos resíduos é feita pelo citopígio. Os ciliados possuem dois núcleos: um maior, chamado macronúcleo, que controla o funcionamento da célula; e um menor, o micronúcleo, responsável pela reprodução. A reprodução assexuada geralmente é por fissão binária, e a sexuada, por conjugação. 35© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA A reprodução assexuada do Paramecium (Figura 7) é simples: a célula parte-se em duas células-filhas, que depois crescem atingindo o tamanho da célula-mãe. Figura 7 Reprodução assexuada do Paramecium. Já na reprodução sexuada (Figura 8) duas células unem- se pela área oral. O micronúcleo de cada indivíduo sofre duas divisões, tornando-se quatro. Três deles desintegram-se e o restante divide-se mais uma vez. Um desses micronúcleos transfere-se para o outro Paramecium, onde funde-se com seu micronúcleo. Os dois organismos então separam-se. Durante o processo, os macronúcleos desintegram-se. O micronúcleo que foi incorporado ao outro, sendo agora diploide, divide-se formando oito núcleos. Quatro deles crescem e transformam-se em macronúcleos. Três dos restantes desintegram-se. O último micronúcleo divide-se duas vezes novamente por mitose. Por fim, o organismo como um todo sofre duas fissões binárias, produzindo quatro células-filhas (BARNES et al., 2008). 36 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 8 Reprodução sexuada do Paramecium. O Balantidium coli é um parasita do intestino de porcos. É eliminado nas fezes dos animais, podendo contaminar o ser humano com a doença conhecida como balantidiose, que causa diarreia. O ciclo biológico ocorre da seguinte forma: a pessoa ingere água ou alimentos com o cisto do protozoário. No intestino delgado há o desencistamento. Então, no intestino grosso, ele muda para a forma trofozoíta (estágio adulto e ativo), que sofre multiplicação binária. Por fim há o encistamento do parasita, que é eliminado nas fezes, fechando o ciclo. Filo Apicomplexa Esse grupo de protozoários é de extrema importância, pois a maioria de suas espécies é parasita de vertebrados, incluindo o ser humano. Os protozoários responsáveis pela malária e pela toxoplasmose pertencem a esse filo. 37© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Um aspecto que o distingue é a presença do complexo apical. Como o próprio nome diz, essa estrutura localiza-se no ápice da célula. Sua função é prender o parasita na célula hospedeira e causar uma invaginação em forma de vacúolo por onde o parasita pode penetrar no citoplasma. Os apicomplexos não possuem cílios,flagelos ou pseudópodos. Entretanto, são capazes de mover-se dobrando e deslizando o corpo. A nutrição do grupo ocorre por pinocitose ou fagocitose. A reprodução pode ser assexuada ou sexuada. No caso da assexuada ocorre a fissão binária ou múltipla (esquizogonia) ou a endopoligenia. Já na sexuada ocorre a união de dois gametas haploides. Seus ciclos de vida variam entre os diversos gêneros dos Apicomplexa, mas em geral dividem-se em três fases: gamontogonia (fase sexuada); esporogonia (estágio formador de esporos) e fase de crescimento. Vamos conhecer agora o ciclo de vida do Toxoplasma gondii, causador da toxoplasmose. No corpo humano, o T. gondii reproduz-se e infecta vários órgãos pelo sangue, o que provoca infecção generalizada. Assim, ocorrem deficiências neurológicas, inflamações nos olhos (podendo levar à cegueira), complicações musculares, hepatites e pancreatites. Quando a mãe transmite a doença ao feto, a criança pode apresentar hidrocefalia, convulsões, atrofia cerebral, anemia, problemas no fígado e alterações oculares (MINISTÉRIO DA SAÚDE, 2014). O T. gondii ocorre na maior parte do mundo. É capaz de infectar uma ampla margem de hospedeiros e muitos tipos de 38 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA células (Figura 9). Seu ciclo de vida é heteroxereno facultativo, isto é, pode ou não apresentar, em seu ciclo biológico, dois hospedeiros (um definitivo e outro intermediário). Os hospedeiros intermediários são provavelmente todos os animais de sangue quente, incluindo os humanos. Os hospedeiros definitivos são membros da família Felidae, como os gatos domésticos. Figura 9 Ciclo de vida do Toxoplasma gondii. Nos hospedeiros intermediários ocorrem duas fases de desenvolvimento assexual: na primeira fase, taquizoítos (ou endozoítos) multiplicam-se rapidamente por repetidas endodiogenias nos vários tipos de células hospedeiras. Taquizoítos da última geração iniciam a segunda fase de desenvolvimento, formando um cisto tecidual. Dentro do cisto tecidual, 39© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA bradizoítos (ou cistozoítos) multiplicam-se vagarosamente por endodiogenia. Cistos teciduais possuem uma alta afinidade por tecidos musculares e neurais, estando então localizados predominantemente no sistema nervoso central (SNC), nos olhos e nos músculos esqueléticos e cardíacos. Também podem ser encontrados em outros órgãos, como pulmões, rins e fígado. Cistos teciduais são o último estágio do ciclo de vida no hospedeiro intermediário e são infecciosos. O T. gondii pode persistir pela vida toda em algumas espécies de hospedeiros intermediários. Muitos pesquisadores acreditam que os cistos teciduais quebram-se periodicamente com bradizoítos transformando-se em traquizoítos, que reinvadem as células hospedeiras e novamente transformam- se em bradizoítos dentro de novos cistos teciduais. Se ingeridos por um hospedeiro definitivo, os bradizoítos iniciam outra fase assexuada de proliferação, que consiste de multiplicação inicial por endodiogenia seguida de repetidas endopoligenias nas células epiteliais do intestino delgado. Os estágios terminais dessas multiplicações assexuadas iniciam a fase sexual do ciclo de vida. Gamogonia e formação de oocistos também ocorrem no epitélio do intestino delgado. Oocistos não esporulados são liberados no lúmen intestinal e vão para o ambiente pelas fezes. A esporogonia ocorre fora do hospedeiro e leva ao desenvolvimento de oocistos infeciosos que contêm dois esporocistos, cada um com quatro esporozoítos. Há três fases infecciosas no ciclo de vida do T. gondii: taquizoítos, bradizoítos (contidos nos cistos teciduais) e esporozoítos (contidos nos oocistos esporulados). Todas são infecciosas tanto para os hospedeiros intermediários quanto para os definitivos, que podem infectar-se por T. gondii na maioria das vezes por uma das seguintes rotas (Figura 10): 40 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA • Horizontalmente por ingestão oral de cistos teciduais no ambiente. • Horizontalmente por ingestão oral de cistos teciduais contidos em carne ou vísceras cruas de hospedeiros intermediários. • Verticalmente pela transmissão transplacentária de taquizoítos. Em vários hospedeiros, os taquizoítos podem ser transmitidos também pelo leite da mãe para o filho (TENTER; HECKEROTH; WEISS, 2000). Figura 10 Rotas do Toxoplasma gondii. 41© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Vamos agora estudar o ciclo do Plasmodium, agente causador da malária (Figura 11). A malária é transmitida pela picada do mosquito do gênero Anopheles, bem como na transfusão sanguínea, ao usar de agulhas contaminadas e ainda durante o parto. Seus sintomas são febre, dor de cabeça, anemia e esplenomegalia (aumento do baço). Existem várias espécies de Plasmodium que a causam nos humanos: P. vivax, P. falciparum (casos mais graves), P. malariae e P. ovale (apenas na África). O ser humano é o hospedeiro natural dessas espécies. Figura 11 Ciclo da malária. 42 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA O mosquito Anopheles é conhecido popularmente como mosquito-prego. Ao picar a pessoa para sugar seu sangue, inocula os esporozoítos de Plasmodium. Estes então movimentam-se pela derme até encontrar os vasos sanguíneos e linfáticos. Pelo sangue chegam ao fígado, onde penetram nos hepatócitos. Por reprodução assexuada, transformam-se em esquizontes hepáticos, com milhares de merozoítos que caem na circulação sanguínea atingindo suas células. Então, reproduzem-se assexuadamente, sendo nesse estágio que a pessoa sente os sintomas da malária. O Plasmodium aloja-se dentro de um vacúolo, alimentando-se de hemoglobina e transformando-se primeiramente em anel e, depois, em trofozoíto. Com nova divisão celular (esquizogonia) transformam-se em esquizontes. Posteriormente, os merozoítos voltam ao sangue e invadem novas células, fechando o ciclo. Alguns Plasmodium não se dividem dentro das hemácias, mas transformam-se em formas sexuadas chamadas de gametócitos masculinos e femininos. Quando o inseto ingere hemácias com esses gametócitos, elas são digeridas, liberando o Plasmodium no seu trato digestivo. Os gametócitos femininos, então, sofrem três mitoses, dando origem a oito células, que sofrem exflagelação e transformam-se em gametas masculinos. Esses fecundam os gametas femininos, formando um zigoto (diploide), que se diferencia em oocineto, capaz de instalar-se na parede interna do trato digestivo. O oocineto cria um envoltório, transforma-se em oocisto, sofre meiose e, em seguida, diversas mitoses, liberando esporozoítos haploides na hemolinfa do inseto. Estes migram e instalam-se na glândula salivar do inseto, sendo liberados no hospedeiro que for picado, fechando novamente o ciclo. 43© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Filo Dinoflagellata O filo dos dinoflagelados é muito antigo. Evidências fósseis revelam que esses organismos eram abundantes há mais de 540 milhões de anos. Possuem dois flagelos, podendo ser unicelulares ou viver em colônias em forma de fio, com várias células. A maioria é fotossintetizante e vive como plâncton em mares. Como existem em grande quantidade, são extremamente importantes para o equilíbrio do gás oxigênio na nossa atmosfera. Certas espécies emitem luzes coloridas que causam um efeito mágico algumas noites na praia (Figura 12). Isso é possível graças a um sistema de bioluminescência chamado luciferina-luciferase (BRUSCA; BRUSCA, 2007). Figura 12 Fenômeno da bioluminescência. Muitas espécies desse filo vivem em endossimbiose com outros organismos, como os corais. Eles fornecem nutrientes aos corais,além de auxiliá-los a criar seu esqueleto de carbonato de cálcio. 44 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA O fenômeno conhecido como maré vermelha é causado por dinoflagelados. Por motivos não muito bem entendidos até agora, há uma explosão no número de indivíduos em determinadas áreas do mar. Como eles liberam uma substância tóxica, podem causar a mortandade de peixes, moluscos, crustáceos e ocasionalmente de seres humanos que se alimentarem desses animais. Esse fenômeno tem crescido provavelmente devido a ação antrópica, isto é, à poluição causada pelo ser humano. Os dois flagelos dos dinoflagelados permitem sua locomoção. Um é transversal, dando a volta na célula em um sulco chamado de cintura e fazendo o protozoário girar. O outro é longitudinal, permitindo a propulsão do organismo. Quanto à alimentação, os dinoflagelados podem ser tanto autotróficos quando heterotróficos. Mais da metade é fotossintetizante, mas muitos podem mudar seu hábito alimentar na ausência de luz. Os dinoflagelados heterotróficos alimentam-se de várias maneiras: saprotrofia, fagocitose, predação etc. A reprodução dos dinoflagelados pode ser assexuada ou sexuada. No caso da assexuada, a célula divide-se por fissão oblíqua. Muitos dinoflagelados permanecem na forma haploide pela maior parte de suas vidas, nesse caso sendo chamados de células vegetativas. Essas por sua vez dividem-se por mitose em duas células-filhas que atuam então como gametas. Quando dois gametas se unem, forma-se o zigoto que, em seguida, entra em estado de encistamento, no qual pode permanecer indefinidamente. 45© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Filo Stramenopila Esse filo é altamente diversificado. Muitas de suas espécies já foram classificadas anteriormente como plantas ou fungos. Muitas são unicelulares, enquanto outras formam colônias gigantescas. Os stramenopilos são encontrados no mar, em água doce, nos solos úmidos, no gelo glacial, no gelo marinho, na neve e até mesmo nas nuvens. Eles possuem dois flagelos, um voltado para a frente e outro para trás, por onde a célula se locomove. A nutrição é variada como o filo, podendo existir formas autotróficas e heterotróficas. Seus hábitos alimentares incluem a fotossíntese, a ingestão de partículas de alimentos e a excreção de enzimas que digerem itens fora da célula (modo saprófito). A reprodução assexuada é por mitose, chamada de pleuromitose aberta sem centríolos. Na reprodução sexuada ocorre a formação de gametas haploides que se fundem, formando um zigoto (RUPPERT et al., 2005). Filo Rhizopoda Este é um filo de protistas muito importante, apesar de ser pequeno: existem cerca de duzentas espécies descritas. Os rizópodes são também chamados de amebas, caracterizando-se pela presença de pseudópodos (falsos pés). A grande maioria é de vida livre, habitando águas ou lugares úmidos. Muitas espécies são parasitas de invertebrados e vertebrados, incluindo o ser humano. A Entamoeba gingivalis, como o próprio nome indica, vive nas gengivas dos seres humanos e não causa malefícios. Estima-se que 50% da 46 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA população possua esse organismo na boca. Existe uma espécie, porém, extremamente perigosa, a Naegleria fowleri. Ela causa a meningoencefalite amebiana primária (PAM), uma doença rápida e fatal. Geralmente ocorre em crianças que nadaram em águas contaminadas. O protozoário entra pelas vias nasais, migra para os nervos olfativos e depois para dentro do crânio, destruindo o cérebro. Veja esse ciclo de contaminação na Figura 13. Figura 13 Síndrome da meningoencefalite amebiana primária. Os rizópodes podem ser divididos em dois grupos, dependendo do revestimento: amebas nuas (circundadas apenas pela membrana plasmática) e tecamebas (revestidas por algum tipo de teca). 47© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA As amebas movem-se por pseudópodos que se estendem e se contraem. Quanto à nutrição, as amebas alimentam-se por pinocitose e fagocitose. A maioria dos rizópodes é carnívora. Muitos são predadores, utilizando os pseudópodos para capturar as presas. Algumas amebas produzem o glicocálice, uma camada de mucopolissacarídeo que ajuda na captura de presas. A reprodução assexuada das amebas é em geral por fissão binária simples, podendo ocasionalmente ocorrer fissões múltiplas. Filo Actinopoda Este filo é dividido em quatro grupos: Polycystina (Radiolaria), Phaeodarea, Heliozoa e Acantharia. São importantes registros fósseis, pois possuem um esqueleto de sílica que é facilmente preservado. O nome Actinopoda ("pés raiados") vem do fato de possuírem uma estrutura chamada axópode, um tipo de pseudópodo não flexível. Eles vivem em ambiente marinho. Quanto à locomoção, alguns possuem óleo dentro de seus vacúolos, o que auxilia na flutuação. Esse óleo pode ser eliminado do corpo, caso o organismo queira afundar. Assim, eles são levados pelas correntes marítimas. Utilizam-se também de seus axópodes para se locomover. Os actinopodas são heterotróficos, alimentando-se por fagocitose. Podem predar bactérias, outros protistas e pequenos invertebrados. Para isso, utilizam seus axópodes, que podem secretar um muco que prende o alimento ou produzir 48 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA uma estrutura semelhante a um espinho (cinetocistos), que é disparada contra a presa. A reprodução assexuada pode ser por fissão binária, fissão múltipla ou brotamento. A reprodução sexuada é rara, e quando ocorre é geralmente por autogamia ou autofecundação (MOORE, 2006). Filo Granuloreticulosa (Foraminifera e seus parentes) Esse filo é dividido em dois grupos: os Foraminifera e os Athalamida. Os foraminíferos têm como característica uma teca ou esqueleto com uma ou duas camadas e um complexo ciclo de vida. Vivem na água do mar ou em água salobra, com hábito bentônico na maioria das espécies (algumas são pelágicas). Os Athalamida, por sua vez, não possuem teca e são encontrados tanto em água doce quanto no mar. As tecas dos foraminíferos deixam um importante registro fóssil, ajudando geólogos e paleontólogos em datações. Além disso, são utilizadas comercialmente como giz, rocha calcária e mármore. Os Granuloreticulosa com hábito bentônico locomovem- se estendendo e contraindo seus reticulópodes (pseudópodos filamentosos típicos do filo). Todos os membros desse filo são heterotróficos e alimentam-se por fagocitose, sendo alguns herbívoros, outros carnívoros e outros ainda onívoros. Utilizam os reticulópodes para capturar o alimento. 49© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Na reprodução, alternam-se fases sexuadas e assexuadas. Na fase assexuada, a divisão nuclear ocorre por pleuromitose nuclear. Na fase sexuada, os indivíduos haploides dividem-se repetidamente liberando isogametas que se fundem formando indivíduos assexuados diploides (agamontes). Estes, por sua vez, dividem-se formando gamontes haploides. Filo Diplomonadida A espécie mais conhecida desse filo é, sem dúvida, a Giardia intestinalis (Figura 14), também chamada Giardia lamblia, que causa diarreia. Figura 14 Giardia intestinalis. A maioria das espécies do filo é simbionte, mas algumas são de vida livre, encontradas em águas poluídas. 50 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA As células possuem dois núcleos, o que facilita muito sua identificação. A locomoção ocorre graças ao batimento de seus oito flagelos, que também servem para se fixar no hospedeiro. A Giardia consegue prender-se à parede intestinal graças a um disco adesivo que constrói em seu citoesqueleto.A maioria dos Diplomonadida alimenta-se de bactérias por endocitose. A Giardia, entretanto, alimenta-se por pinocitose das secreções intestinais do hospedeiro. A reprodução é assexuada, por fissão longitudinal. Os indivíduos possuem a capacidade de encistar-se, ficando dormentes. Em sua fase móvel são chamados de trofozoítos. Veja a seguir o ciclo da Giardia (Figura 15): Figura 15 Ciclo da Giardia intestinalis. 51© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Conclusão Como falamos no início de nossos estudos sobre os protistas, não é possível abordar profundamente todos os filos. Na verdade, não é possível nem mesmo conhecer todos, mas apenas os principais. O estudo de uma única espécie pode levar a vida toda de um pesquisador. O Reino Protista é muito importante, pois ele dá indícios do surgimento da vida na Terra e da evolução dos metazoários. Como vimos, apesar de unicelulares, vários protozoários vivem em colônias. Essa pode ser a ponte para o surgimento de organismos mais complexos, como o próprio ser humano. Relacionar os diversos filos dos protistas é uma tarefa sobre-humana, pois o registro fóssil é muito inconclusivo. Apenas os que possuem tecas deixaram registros fósseis. Não podemos nem imaginar quantas espécies surgiram e desapareceram sem que nunca tenhamos ideia de sua existência, o que é inevitavelmente frustrante quando se tenta fazer relações de filogenia entre os filos. Contudo, a proposta de nosso material didático é apenas dar uma base para o estudo de outros grupos. Sendo assim, vamos continuar? Com as leituras propostas no Tópico 3.1, você poderá aprofundar um pouco mais seus estudos sobre o Reino Protista. Antes de prosseguir para o próximo assunto, sugerimos que você realize as leituras indicadas, procurando assimilar o conteúdo estudado. 52 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA 2.2. FILO PORIFERA Os membros do filo Porifera são chamados popularmente de esponjas (Figura 16). Apesar de serem animais multicelulares, eles não apresentam tecidos verdadeiros: suas células são capazes de modificar sua forma de acordo com a necessidade. Também não apresentam sistema nervoso. São quase na sua maioria marinhos, de vida séssil e muito semelhante aos protistas que estudamos anteriormente. As esponjas são filtradoras e conseguem fazer com que a água circule dentro de seus corpos através de uma célula chamada de coanócito, que possui flagelos (BARNES et al., 2008). Figura 16 Representante do filo Porifera. 53© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA As esponjas são consideradas um grupo intermediário entre os protozoários coloniais e os metazoários propriamente ditos. As esponjas são provavelmente descendentes diretos dos protistas flagelados. Acredita-se que em algum momento ocorreu uma especialização em que as células passaram a desempenhar funções diferentes. Assim, os poríferos possuem um corpo com células especializadas, o que os diferencia dos protistas. Porém, não possuem tecidos como os Metazoa. Atualmente as esponjas dividem-se em três classes: Hexactinellida, Demospongiae e Calcarea. Observe a filogenia a seguir (Figura 17). Figura 17 Filogenia do filo Porifera. Vamos entender melhor isso: o que faz um animal pertencer ao filo Porifera? Ou, melhor, quais são suas sinapomorfias? A resposta é: todos os adultos são sésseis; a epiderme externa é chamada de pinacoderme, pois é formada pelos pinacócitos; e abaixo da pinacoderme há uma camada gelatinosa chamada de meso-hilo, cujas células ameboides conseguem diferenciar-se em qualquer um dos tipos celulares do indivíduo (além de terem outras funções descritas a seguir); têm sistema aquífero interno. 54 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Além disso, possuem "tecido" com forma dinâmica, arqueócitos, esclerócitos, espículas silicosas secretadas intracelularmente ao redor do filamento axial orgânico e, por fim, larva estereoblástula. Esses animais dividem-se em dois subfilos: Symplasma e Cellularia (MOORE, 2006). O que caracteriza o subfilo Symplasma? Bom, nesse subfilo há apenas uma classe, a Hexactinellida (esponjas de vidro). Suas características são: rede sincicial trabecular; coanosincício; hexáctinas silicosas; silificação secundária. São esponjas exclusivamente marinhas. O subfilo Cellularia, por sua vez, possui porócitos e calcificação extracelular. É dividido em duas classes: Demospongiae (que possui tetráxonas silicosas, espongiócitos e espongina) e Calcarea (com coanócitos grandes, espículas calcárias, perda das espículas silicosas, larva celoblástula). As Demospongiae são encontradas no mar, em água salobra e em água doce. Já as Calcarea são exclusivamente marinhas. As esponjas são animais fascinantes, pois adquiriram adaptações que lhes permitiram ser bem-sucedidas evolutivamente. Mesmo não tendo tecidos verdadeiros, conseguem atingir tamanhos grandes (algumas chegam a dois metros de altura), vivem em diversas profundidades e em diferentes tipos de água. Um dos motivos de tal sucesso é seu sistema aquífero, que permite que uma grande quantidade de água passe através de seu corpo, proporcionando oxigenação e alimentação adequadas. Na Figura 18 entenderemos melhor como funciona o corpo e o sistema aquífero das esponjas. 55© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 18 Estrutura e sistema aquífero das esponjas. Como já mencionamos anteriormente, a superfície externa das esponjas, a pinacoderme, é formada por uma camada de células chamadas de pinacócitos. A superfície interna é a coanoderme, formada, por sua vez, por uma camada de células flageladas chamadas de coanócitos. Entre as duas camadas, temos o mesoílo, gelatinoso, onde encontram-se células ameboides e as espículas. Nele ocorre a digestão, a produção de gametas, a secreção do esqueleto e o transporte de nutrientes e de excretas. A pinacoderme possui inúmeras perfurações 56 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA chamadas de poros dérmicos ou óstios. A água entra por esses poros e, com o batimento dos flagelos dos coanócitos, percorre o corpo todo da esponja (RUPPERT et al., 2005). Tanto a pinacoderme quanto a coanoderme possuem uma célula de espessura. Elas podem ter inúmeras dobras, aumentando sua superfície. Quando a camada é contínua, sem dobras, a condição é chamada asconoide (Figura 19); quando dobrada é chamada siconoide (Figura 20); e, por fim, quando é muito subdividida em câmaras, recebe o nome de leuconoide (Figura 21). As esponjas asconoides são pequenas, com no máximo 10 cm. Possuem formato de vaso, sendo a cavidade central, recoberta por coanócitos, chamada de átrio e a abertura chamada de ósculo. Os coanócitos batem seus flagelos e assim a água circula. Observe a Figura 19. Figura 19 Esponja na condição asconoide. 57© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Já as siconoides, devido ao dobramento da pinacoderme e da coanoderme, conseguem ter uma grande área superficial. Apesar de suas camadas terem apenas uma célula de espessura, o dobramento permite maior troca gasosa, alimentação e fluxo de água. Veja a Figura 20. Figura 20 Esponja na condição siconoide. A condição leuconoide, por fim, é a mais complexa. A superfície das células flageladas subdivide-se em câmaras coanocitárias. O átrio não forma uma estrutura única, mas sim diversos canais exalantes, o que permite um fluxo de água muito maior do que o das esponjas asconoides (BARNES et al., 2008). Observe a Figura 21. 58 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 21 Esponja nacondição leuconoide. Quanto às esponjas hexactinelidas, elas diferem das calcárias e das demosponjas, pois não possuem pinacorderme (camada externa), mas, sim, uma membrana dérmica. O material celular é esparso, formando uma rede trabecular. Essa e outras diferenças fazem com que alguns pesquisadores classifiquem essa classe como um filo à parte. Quanto à nutrição, a maioria das esponjas utiliza a pinocitose e a fagocitose. Apesar de consideradas metazoários, elas não possuem um sistema digestivo complexo. A digestão é intracelular. Os alimentos – bactérias, protistas, algas unicelulares etc. – chegam às células responsáveis pela digestão por meio do sistema aquífero. Os coanócitos possuem um colar em que o alimento se prende, sendo conduzido ao interior da célula, onde é digerido. Os arqueócitos, células ameboides descritas anteriormente, também são essenciais no processo, 59© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA pois movem-se pelo canal inalante capturando as partículas e ingerindo-as por fagocitose. A maioria das esponjas é filtradora, mas alguns representantes da classe Demospongiae são predadores. Eles são capazes de estirar uma espícula que captura a presa e a traz para perto de células móveis que a digerem e absorvem. As trocas gasosas são feitas por difusão simples. A reprodução dos poríferos é tanto assexuada, quanto sexuada. Esses animais conseguem regenerar-se e criar um novo indivíduo a partir de fragmentos que são soltos do corpo principal. Inclusive, algumas espécies liberam propositadamente fragmentos para reproduzir-se (BRUSCA; BRUSCA, 2007). Como estratégia de sobrevivência a condições extremas do clima (frio, calor, alterações de umidade), algumas espécies produzem gêmulas: estruturas esféricas e extremamente resistentes devido a uma capa de colágeno. Quando o ambiente volta a se tornar favorável, um novo indivíduo forma-se por totipotência (uma característica dos poríferas). Outra estratégia reprodutiva assexuada é o brotamento (Figura 22). Em determinado momento aparecem expansões no corpo da esponja, que são liberadas e levadas pelas correntes marítimas até encontrarem um novo substrato. Figura 22 Reprodução de esponja por brotamento. 60 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Quanto à reprodução sexuada, a maioria das espécies é hermafrodita. Contudo, pode acontecer de os indivíduos serem machos e fêmeas em épocas diferentes. Alguns podem ainda ser machos ou fêmeas durante toda a vida. O processo é tão diversificado, que essas características muitas vezes ocorrem ao mesmo tempo em indivíduos diferentes da mesma população. O espermatozoide forma-se a partir de coanócitos em cistos espermáticos. O óvulo é formado a partir de arqueócito ou coanócito diferenciado. Tanto os espermatozoides, quanto os oócitos maduros são liberados no ambiente pelo sistema aquífero (Figura 23). A fertilização pode ocorrer na água, ou o espermatozoide introduz- se no corpo de outro indivíduo, fertilizando o óvulo. Em ambos os casos forma-se uma larva planctônica. Essa larva posteriormente fixa-se a um substrato e desenvolve-se como um novo adulto (MOORE, 2006). Figura 23 Reprodução sexuada das esponjas pelo sistema aquífero. 61© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Há ainda muitas perguntas não respondidas a respeito do Filo Porifera. O que estudamos aqui é uma pequena parte de um riquíssimo assunto que intriga os mais renomados pesquisadores da área. Com as leituras propostas no Tópico 3.2, você poderá aprofundar um pouco mais seus estudos sobre o Filo Porifera. Antes de prosseguir para o próximo assunto, realize as leituras indicadas, procurando assimilar o conteúdo estudado. 2.3. FILO CNIDARIA Os cnidários são animais com aparência tão diferentes uns dos outros, que à primeira vista parecem pertencer a filos diferentes. Como exemplos temos as águas-vivas (Figura 24), as anêmonas-do-mar (Figura 25), os corais (Figura 26) e as hidras (Figura 27). Entretanto, possuem várias características em comum, que estudaremos a seguir (MOORE, 2006). 62 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 24 Água-viva. Figura 25 Anêmona-do-mar. 63© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Figura 26 Coral. Figura 27 Hidra. 64 © FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA Os cnidários pertencem ao reino Metazoa. Eles são diploblásticos, isto é, seus embriões são formados a partir de apenas dois folhetos embrionários: ectoderme e endoderme. A mesogleia, que é uma camada que separa os dois tecidos, origina-se da ectoderme. A simetria é radial que posteriormente pode modificar-se para birradial, quadrirradial etc. O eixo do corpo é oral-aboral. Possuem estruturas urticantes ou adesivas características chamadas de cnidas, produzidas nos cnidócitos. Nesses animais, encontramos células musculares e células nervosas. Possuem também alternância de gerações: uma assexuada (polipoide) e uma sexuada (medusoide). Têm apenas uma cavidade (celêntero) com uma abertura, usada tanto como boca, como ânus. Apesar da presença de tecidos, os cnidários não possuem sistemas. A maioria é marinha. Os tecidos nos cnidários são homólogos (com mesma origem embrionária e com desenvolvimento semelhante em diferentes espécies), como podemos observar na Figura 28, que mostra uma forma polipoide e uma forma medusoide. Nela, vemos a camada externa (ectoderme), a camada interna (endoderme) e a do meio (mesogleia/mesênquima) (RUPPERT et al., 2005). Os tecidos nos cnidários são homólogos (com mesma origem embrionária e com desenvolvimento semelhante em diferentes espécies), como podemos observar na Figura 28, que mostra uma forma polipoide e uma forma medusoide. Nela, vemos a camada externa (ectoderme), a camada interna (endoderme) e a do meio (mesogleia/mesênquima) (RUPPERT et al., 2005). Figura 28 Camadas dos tecidos homólogos nos cnidários. O filo Cnidaria possui quatro classes: Hydrozoa, Anthozoa, Cubozoa e Scyphozoa. A classe Hydrozoa tem como representantes as hidras, as caravelas (forma colonial) e medusas menores. Apesar de a 65© FUNDAMENTOS E MÉTODOS DO ENSINO DE BIOLOGIA ANIMAL I UNIDADE 1 – PROTOZOA, PORIFERA E CNIDARIA maioria ser marinha, é a única classe do filo Cnidaria com animais vivendo em água doce. A alternância de gerações ocorre na maioria dos representantes, entre pólipos (assexuados) e formas medusoides (sexuadas). Os pólipos fixam-se no substrato, e as formas medusoides fazem parte do plâncton. Em alguns casos, a forma medusoide fica presa no pólipo. Os pólipos usualmente são coloniais e seus celênteros são interconectados; já os individuais geralmente são polimórficos, com funções distintas. O exoesqueleto é formado por quitina ou carbonato de cálcio. O celêntero não possui faringe ou mesentério. A mesogleia não possui células. Os tentáculos podem ser ocos ou não. As cnidas estão presentes apenas na epiderme, sendo nela que surgem os gametas. A maioria das medusas é pequena e transparente, com a boca no manúbrio e sem ropálio. A classe Anthozoa é formada pelas anêmonas, corais e gorgônias. Seus membros são todos marinhos. Não possuem fase medusoide. Suas cnidas são tanto epidérmicas quanto gastrodérmicas. Seu celêntero é dividido por mesentérios longitudinais. Possuem tentáculos em número de oito ou múltiplos de seis. Os pólipos reproduzem-se tanto assexuadamente, quanto sexuadamente. Os gametas são formados na gastroderme. A pequena classe Cubozoa é formada por medusas de 15 a 25 centímetros, sem coloração. Cada pólipo produz apenas uma medusa, chamada comumente de vespa-do-mar. É importante aos humanos porque seu veneno pode
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