GENÉTICA DAS POPULAÇÕES - Aula

Introdução

A ocorrência das mutações gênicas soma novos alelos ao conjunto gênico de todas as populações. Graças à ocorrência das permutações, esses novos alelos se misturam aos pré-existentes, determinando a enorme variabilidade verificada dentro dos grupos de seres vivos. Sobre essa mistura de características, atua a seleção natural. Os organismos dotados das características mais adaptativas tendem a sobreviver e gerar descendentes em maior número do que aqueles desprovidos dessas características. Como dissemos no capítulo anterior, a seleção natural estabelece uma "taxa diferencial de reprodução".

Pela atuação desses fatores (mutações e seleção natural, principalmente), o equipamento genético das populações tende a se alterar, com o passar do tempo. Portanto, as populações não são imutáveis!

Em 1 950, o biólogo Theodosius Dobzhansky postulou um conceito genético para as populações. Segundo ele, uma população é um conjunto de indivíduos que se reproduzem sexuadamente, compartilhando um conjunto de informações genéticas e mantendo um patrimônio gênico comum.

Em cima do conceito genético de população, muitos postulados foram lançados, todos partindo de uma "população ideal". Essa população ideal foi chamada de população mendeliana, e apresenta as seguintes características:

· deve ser uma população muito grande.

· todos os cruzamentos podem ocorrer com igual probabilidade, casualmente, permitindo uma perfeita distribuição dos seus genes entre todos os seus indivíduos. Uma população assim é conhecida como população panmítica (do grego pan, total, e miscere, mistura).

· não deve estar sofrendo a ação da seleção natural, podendo manter com igual chance qualquer gene do seu conjunto, sem que nenhum tenha a tendência de ser eliminado.

· não há a ocorrência de mutações, que acrescenta novos genes ao patrimônio gênico da espécie.

· não há fluxo migratório entrando ou saindo dessa população, pois eles acrescentam ou removem genes do grupo original.

Você está se perguntando se uma população assim realmente existe. A resposta é não! Uma população humana pode até ser grande, mas as outras condições não são obedecidas. Os cruzamentos não são casuais, e estão na dependência de fatores afetivos, sociais, étnicos, religiosos, etc. Todas as populações humanas sofrem a ação da seleção natural e, nelas, ocorrem mutações. Os fluxos migratórios são intensos.

Entretanto, vamos considerar que os postulados da genética populacional sejam válidos e aplicáveis desde que as populações sejam grandes.

1. As populações e a freqüência gênica

A base do estudo da genética de populações é o conceito de "pool gênico", conjunto total de genes presentes em todos os indivíduos de uma população. Tomemos como exemplo um certo locus gênico que pode ser ocupado alternativamente pelos alelos A e a. Em uma população de 100 000 pessoas, encontramos 49 000 homozigotos AA, 42 000 heterozigotos Aa e
9 000 homozigotos aa. Vamos chamar de pool gênico ao total de genes da população.

49 000 homozigotos AA ===> 98 000 genes A

42 000 heterozigotos Aa ===> 42 000 genes A e
42 000 genes a

9 000 homozigotos aa ====> 18 000 genes a

TOTAL ===> 140 000 genes A e 60 000 genes a

Nessa população, há um total de 200 000 genes para esse locus. Desses, 140 000 são o alelo dominante A e 60 000 são o alelo recessivo a. Portanto, as freqüências gênicas correspondem a:

freqüência do alelo dominante

A = f(A) = 140 000/200 000 = 0,70 (ou 70%)

freqüência do alelo recessivo

a = f(a) = 60 000/200 000 = 0,30 (ou 30%)

Como não há outra forma alternativa de ocupação desse locus, a soma das freqüências gênicas é igual a 1,0 (ou 100%).

f(A) + f(a) = 1,0 (ou 100%)

Habitualmente, a freqüência do alelo dominante, no caso a freqüência do gene A, é expressa por p, e a freqüência do alelo recessivo, por q. Portanto:

f(A) + f(a) = p + q = 1,0 (ou 100%)

No início do século XX, o alemão Weimberg e o britânico Hardy lançaram um postulado segundo o qual, caso uma população mendeliana não esteja sofrendo influência de nenhum fator evolutivo (mutações, seleção natural, migrações, etc.), as freqüências gênicas de todos os seus alelos deveria permanecer constante, ao longo das gerações. Esse postulado é conhecido como princípio de Hardy-Weimberg, ou princípio do equilíbrio gênico.

2. A expansão do princípio de Hardy-Weimberg

Como, em uma população mendeliana clássica, as freqüências gênicas são constantes e os cruzamentos podem ocorrer ao acaso, podemos estimar as freqüências dos diferentes genótipos.

Voltando ao exemplo anterior, a freqüência do gene dominante A é igual a 0,7 (ou 70%), e a freqüência do alelo recessivo a é de 0,3 (ou 30%). De todos os espermatozóides gerados pelos machos dessa população, esperamos que 70% deles tenham o gene A, e que 30% tenham o alelo a. As mesmas proporções devem ser observadas entre os óvulos gerados pelas fêmeas.

Como todos os espermatozóides podem, teoricamente, se encontrar com qualquer óvulo, temos:

· Se a freqüência do gene A dentre os espermatozóides é igual a p, e essa também é a freqüência desse gene entre os óvulos, a probabilidade do encontro de um espermatozóide A com um óvulo A é igual a (p x p), ou seja, p2.

· Se a freqüência do alelo a, nos espermatozóides, é igual a q, que também é a freqüência do gene a nos óvulos, a probabilidade da fusão de um espermatozóide a com um óvulo a é igual a (q x q), ou seja, q2.

· Há duas maneiras de se formar um zigoto Aa: espermatozóide A e óvulo a, ou espermatozóide a e óvulo A. Cada um desses eventos tem probabilidade igual a (p x q). Logo, o total de indivíduos de genótipo Aa corresponde a 2pq.

Concluindo, a expansão do princípio de Hardy-Weimberg determina que:

I - A freqüência do genótipo homozigoto é igual à freqüência do gene elevada ao quadrado.

II - A freqüência do genótipo heterozigoto é igual a duas vezes o produto das freqüências de cada gene.

Aula: DNA e RNA

DNA e RNA

 DNA - é o gene que através de duas propriedades replicação e Transcrição - determina os caracteres hereditários, além de transmiti-los de geração a geração. O DNA existe principalmente no núcleo das células, onde aparece na constituição química dos cromossomos, ocorrendo ainda no nucléolo. Também já foi localizado nos seguintes organóides: cloroplastos, mitocôndrias e centriolo.

 RNA - comanda a síntese de proteínas, processo onde atuam diferentes tipos de RNA. Assim, O RNAr (ribossômico) associado a proteínas entra na constituição dos ribossomos, organóides celulares onde os anminoácidos se encadeiam para formar proteínas. O RNAm (mensageiro) recebe do DNA, codificada, a seqüência de aminoácidos transmitindo-a para os ribossomos. Finalmente, o RNAt (transportador) transfere os aminoácidos do hialoplasma para os ribossomos que os encadeiam. ORNA é sintetizado no núcleo, acaba migrando para o citoplasma.

Clique na imagem para ampliá-la.

Substâncias químicas das quais são feitos os genes. Verifica-se isso pelo fato de essas moléculas estarem envolvidas na transmissão dos caracteres hereditários e na produção de proteínas. Estas últimas são os principais compostos constituintes dos seres vivos e estão em produção constante pelas células sob ordem dos genes. Ou seja, do DNA e do RNA, siglas que em inglês significam, respectivamente, ácido desoxirribonucléico e ácido ribonucléico. De maneira geral, se diz que são ácidos nucléicos e também se podem chamá-los pela sigla em português ADN e ARN. De acordo com a moderna biologia, com exceção dos retrovírus, o DNA produz RNA, que, por sua vez, produz proteína.

DNA - O ácido desoxirribonucléico é uma molécula formada por duas cadeias na forma de uma dupla hélice. Essas cadeias são constituídas de um açúcar, chamado desoxirribose, um grupo fosfato e quatro bases nitrogenadas, chamadas T ou timina, A ou adenina, C ou citosina e G ou guanina. O fato de o DNA ter a forma de duas hélices, enroladas uma na outra, é um fator essencial na sua replicação, isto é, a sua reprodução, gerando uma nova molécula de DNA enquanto ocorre a divisão celular. Durante a replicação, as duas hélices se desenrolam uma da outra e cada uma delas serve de molde para fazer duas novas.

RNA - O ácido ribonucléico (RNA) é uma molécula também formada por um açúcar (ribose), um grupo fosfato e uma base nitrogenada (U ou uracila, A ou adenina, C ou citosina e G ou guanina). Um grupo reunindo um açúcar, um fosfato e uma base é um "nucleotídeo".

As principais diferenças entre os ácidos DNA e RNA

	DNA	RNA
Pentose	Desoxirribose	Ribose
Bases púricas	Adenina e Guanina	Adenina e Guanina
Bases pirimídicas	Citosina e Timina	Citosina e Uracila
Estruturas	Duas cadeias Helicoidais	Uma cadeia
Enzima hidrolítica	Desoxirribonuclease (DNAase)	Ribonuclease (RNAase)
Origem	Replicação	Transcrição
Enzima sintética	DNA - polimerase	RNA - polimerase
Função	Informação genética	Sín

Replicação

A replicação é um processo no qual uma molécula de DNA dupla fita é duplicado. Devido ao fato do DNA conter a "informação" que é fundamental para codificar todas as proteínas e RNAs necessários para se "construir" um organismo, é através da replicação que os seres vivos conseguem dar origem a um novo ser que possui as mesmas características de quem o originou. A replicação também explica como nós, seres multicelulares, fomos formados a partir de uma única célula - o zigoto. Portanto a replicação do material genético é importante para todas as formas de vidas conhecidas. No entanto os mecanismos de replicação dos procariotos e eucariotos não são idênticos. Como cada fita de DNA contem a mesma informação genética, qualquer uma das duas fitas podem servir como molde por isso a replicação do DNA é dita semi-conservativa os detalhes serão abordados ao longo do texto.

Nas células a replicação deve acontecer antes da divisão celular. Em procariotos a replicação ocorre entre as divisões celular enquanto que nos eucariotos ocorre na fase S da interfase (para maiores detalhes veja ciclo celular). A replicação também pode ser reproduzida em laboratório através de um ensaio conhecido como PCR.

Introdução

Figura 2: DNA

O DNA é um polímero de nucleotídeos unidos entre si por ligações fosfodiéster as fitas complementares estão ligadas por ligações de hidrogênio, nas células estão dispostos em dupla fita sendo que cada fita esta orientada em sentido contrario a outra, por este motivo é dito anti-paralelo, os nucleotídeos são compostos por açúcar (pentose), radicais fosfatos e bases nitrogenadas. As bases nitrogenadas são:

Os nucleotídeos de uma fita da molécula de DNA pode interagir com os nucleotídeos da fita complementar através de ligações de hidrogênio entre suas bases nitrogenadas, sendo que a Adenina se liga por meio de duas ligações de hidrogênio à Timina, e a Citosina se liga através de três ligações com a Guanina. (para entender os detalhes moleculares de tal especificidade veja a figura 3 ou clique aqui.

A replicação do DNA é semi-conservativa porque na formação de uma nova cadeia nucleotídica tem-se como referência uma cadeia nucleotídica molde (ou mãe) do DNA que está sendo replicado.

O DNA não se replica sozinho

Para que o processo de replicação se inicie é necessário que a atuação de uma enzima, a DNA polimerase. A enzima liga-se à cadeia de DNA e desliza sobre esta, quebrando as ligações entre as duas cadeias de nucleótidos - ligações de hidrogênio - ficando então as duas cadeias de DNA separadas. Em seguida, os nucleotídeos livres existentes no núcleo ligam-se, por complementaridade de bases, às cadeias de DNA. De uma cadeia original de DNA formam-se duas novas cadeias. Replicação do DNA é o processo de auto-duplicação do material genético mantendo assim o padrão de herança ao longo das gerações.

Duas teorias tentaram explicar a replicação do DNA:

• Teoria conservativa: Cada fita do DNA sofre duplicação e as fitas formadas sofrem pareamento resultando num novo DNA dupla fita, sem a participação das fitas "parentais" (fita nova com fita nova formam uma dupla hélice e fita velha com fita velha formam a outra dupla fita).
• Teoria semi-conservativa: Cada fita do DNA é duplicada formando uma fita híbrida, isto é, a fita velha pareia com a fita nova formando um novo DNA; de uma molécula de DNA formam-se duas outras iguais a ela. Cada DNA recém formado possui uma das cadeias da molécula mãe, por isso o nome semi-conservativa.

A molécula do DNA vai-se abrindo ao meio, por ação de uma enzima chamada DNA polimerase. Essa enzima quebra as ligações de hidrogênio existentes entre as duas bases nitrogenadas das cadeias complementares de nucleotídeos.

Ao mesmo tempo que o DNA polimerase vai abrindo a molécula de DNA, outra enzima chamada DNA ligase vai ligando um grupo de nucleotídeos que se pareiam com os nucleotídeos da molécula mãe.

Além da capacidade de duplicação o DNA também é responsável pela síntese de outro ácido nucleico muito importante para a célula: o ácido ribonucleico ou RNA. Da mesma forma que o DNA, o RNA também é uma molécula grande formada por várias partes menores chamadas nucleotídeos. Por isso diz-se que tanto DNA como RNA são polinucleotídios.

Etapas da polimerização do DNA

A replicação inicia-se numa zona da cadeia denominada tripleto de iniciação. Neste local as helicases começam a abrir a cadeia para ambos os lados da origem quebrando as ligações de hidrogênio existentes entre as bases complementares, formando-se um replicação que é constituído por duas forquilhas de replicação. Em seguida liga-se às cadeias de DNA a enzima RNA primase que vai sintetizar um primer que consiste numa sequência de bases de RNA que vão iniciar a síntese visto que a DNA polimerase III não tem a capacidade de o fazer, devido a ausência de grupos hidroxilos -OH expostos. Após a síntese do primer a DNA polimerase III vai continuar o processo que ocorre no sentido da extremidade 5' para a extremidade 3' da nova cadeia. Como a DNA polimerase vai atuar para ambos os lados da origem de replicação, por cada cadeia simples de DNA existente vai existir uma parte da nova cadeia que vai ser sintetizada na direção da replicação, essa cadeia é sintetizada de modo continuo e denomina-se cadeia contínua e existe uma outra parte da cadeia em que a direção da replicação é contrária à direção da síntese, esta cadeia vai ser sintetizada descontinuamente, isto é, a RNA primase vai sintetizar vários primers ao longo da cadeia começando o mais próximo da origem de replicação e terminando no mais distante e a partir daí vão formar-se fragmentos, denominados fragmentos de Okazaki constituídos pelo DNA, enquanto que entre estes fragmentos vão ainda existir os primers, que serão removidos e substituídos por DNA, pela ação de uma outra DNA polimerase, a DNA polimerase I. Como a DNA polimerase não consegue estabelecer a ligação entre esses nucleótidos e os que se encontram nas extremidades dos fragmentos de Okazaki, formam-se lacunas entre o grupo fosfato de um, e o carbono 3' do outro. Esses nucleótidos são posteriormente ligados pela DNA ligase. A esta cadeia chama-se cadeia descontínua. As partes finais da cadeia de DNA denominadas telômeros são sintetizadas pela RNA telomerase por um processo de transcrição inversa, isto é, esta enzima sintetiza DNA tendo por molde RNA. Durante todo o processo de replicação atuam outras enzimas entre elas as SSB e as topoisomerases que têm como função evitar o enrolamento da cadeia durante a síntese.

TRANSCRIÇÃO
Transcrição é o processo de formação do RNA a partir do DNA. Esse RNA formado é o RNAm (RNA mensageiro), que tem como função "informar" ao RNAt (RNA transportador) a ordem correta dos aminoácidos a serem sintetizados em proteínas.
O processo é catalisado pela enzima RNA-polimerase. Os fatores de transcrição (auxiliares da RNA-polimerase)são responsáveis por romper as ligações de hidrogênio entre as bases nitrogenadas dos dois filamentos de DNA, como se fosse um zíper. A partir deste momento, a enzima escolhe uma das fitas de DNA como molde para se construir o RNAm, ligando bases nitrogenadas de RNA (adenina, citosina, uracila e guanina) à essa fita de DNA. Ao se concluir essas ligações, o processo está completo.
A enzima destaca o filamento de RNA formado a partir do DNA, e volta a unir as duas fitas de DNA.
Para a ligaçao entre a RNA-polimerase acontecer são necessários Fatores de transcrição ou TF em células eucarióticas. Já, homologamente aos fatores de transcrição, em células procarióticas existem os chamados fatores sigma.

Determinação Cromossômica do Sexo

1. Os cromossomos sexuais

Ao se comparar uma célula masculina com uma célula feminina, notam-se diferenças entre os seus cromossomos, que habitualmente se restringem a um par, chamados cromossomos sexuais ou alossomos. Todos os demais, idênticos nas células masculina e feminina, são autossomos. Compare, por exemplo, os cromossomos da mosca-da-fruta macho e da fêmea.

O macho possui um par de cromossomos sexuais no qual um deles é muito maior que o outro. O maior é o cromossomo X, enquanto o outro é o cromossomo Y. No núcleo das células femininas, há um par de cromossomos X, e não há cromossomo Y.

Esse tipo de diferenciação cromossômica só é encontrada nas espécies não-hermafroditas. Animais hermafroditas são aqueles que possuem os sistemas reprodutores masculino e feminino funcionantes em um mesmo indivíduo. A conhecida minhoca é um exemplo: no acasalamento, dois indivíduos se fecundam reciprocamente: os gametas masculinos de um fecundam os gametas femininos de outro, e vice-versa.

Dentre os animais e os vegetais, não é uniforme a presença de dois cromossomos sexuais iguais, nas fêmeas, e dois diferentes, nos machos. Esse achado é observado no homem e nas drosófilas, por exemplo. Cada uma das formas de diferenciação cromossômica entre as células masculinas e femininas é conhecida como um sistema cromossômico de determinação sexual. Os mais conhecidos são os sistemas XY, X0 e ZW.

2. Sistema XY

Nos organismos cuja diferenciação obedece ao sistema XY, o macho possui, em suas células, dois lotes de cromossomos autossomos (representados por 2A) e mais um par de cromossomos sexuais XY. As fêmeas possuem os mesmos dois lotes de autossomos e um par de cromossomos sexuais XX.

O sistema XY de determinação cromossômica do sexo é verificado em mamíferos, em muitos artrópodos e nos vegetais superiores.

Machos: 2A + XY gametas produzidos { A+X e A+Y

Fêmeas: 2A + XX gametas produzidos {A + X

Como os machos geram dois tipos de gametas (A + X e A + Y), o sexo masculino é heterogamético. O sexo feminino é homogamético, pois origina apenas um tipo de gameta (A + X). A determinação do sexo dos descendentes sempre é dependente do ancestral heterogamético. Portanto, é o gameta paterno que determina o sexo do filho.

3. Sistema X0

O sistema de determinação cromossômica do sexo em muitos artrópodos, como besouros e gafanhotos, é conhecido como X0, e o número 0 indica a ausência de um cromossomo. Os machos possuem dois lotes de cromossomos autossomos e mais um cromossomo X, apenas. As fêmeas têm os mesmos dois lotes de autossomos e um par de cromossomos sexuais X.

Machos: 2A + X0 gametas produzidos {A+X e A

Fêmeas: 2A + XX gametas produzidos {A + X

Os machos geram dois tipos de gametas (A + X e A). Logo, o sexo masculino é heterogamético. O sexo feminino é homogamético, porque as fêmeas produzem apenas um tipo de gameta (A + X). O sexo dos descendentes é determinado pelo ancestral heterogamético. Assim como no sistema XY, é o gameta masculino que determina o sexo do descendente.

4. Sistema ZX

Nesse sistema, encontrado em insetos, peixes, anfíbios e aves, há uma inversão em relação aos sistemas anteriormente estudados, pois o sexo masculino é homogamético e o feminino é heterogamético.

Machos: 2A + ZZ gametas produzidos {A + Z

Fêmeas: 2A + ZW gametas produzidos { A+Z e A+W

É o gameta feminino o responsável pela determinação do sexo do filhote.
 



 
Herança autossômica influenciada pelo sexo
Nessa categoria, incluem-se as características determinadas por genes localizados nos cromossomos autossomos cuja expressão é, de alguma forma, influenciada pelo sexo do portador. Nesse grupo, há diversas modalidades de herança, das quais ressaltaremos a mais conhecida, a dominância influenciada pelo sexo, herança em que, dentro do par de genes autossômicos, um deles é dominante nos homens e recessivo nas mulheres, e o inverso ocorre com o seu alelo. Na espécie humana, temos o caso da calvície;

gene C1: determina cabeleira normal
gene C2: determina a tendência à calvície

Nos homens, o gene C2 é dominante, enquanto que nas mulheres o gene dominante é o C1.

Parebéns ao Rio de Janeiro

Parabéns ao Rui de Janeiro por mais essa conquista, agora esperamos que todos os municípios do estado respire olinpíadas, inclusivel o nosso.  É preciso investir em esporte e diga-se de passagem, em nossas escolas municipais não se vê nem uma quadra poliesportiva e muito menos piscina.  É hora de mudar esse quadro e incentivar o esporte em São Francisco de Itabapoana.

CNIDÁRIOS

Celenterados ou cnidiários:

Aquáticos em sua maioria marinhos
Dotados de células urticantes

Durante o ciclo vital, a maioria passa por uma fase de medusa com vida livre e outra de pólipo com vida séssil (fixa)

Celenterados ou cnidários

Pluricelulares, enterozóarios (com cavidade gástrica), diblásticos - exclusivamente aquáticos; dotados de células urticantes (cnidoblastos); duas formas básicas; pólipo (fixo) e medusa (livre-natante); isolados ou coloniais; sistema nervoso difuso; pode apresentar reprodução por metagênese.

Animais aquáticos, principalmente marinhos. Poucas espécies vivem em água doce.

As medusas ou águas-vivas constituem uma ameaça para banhistas e pescadores, podendo ocasionar "queimaduras sérias".

As colônias de corais enfeitam os fundos dos oceanos e servem de abrigo para muitas outras espécies de seres vivos. Os recifes de corais podem proteger algumas ilhas !

Numerosas pessoas usam os exoesqueletos dos corais para confeccionarem bijouterias.

Características gerais

Os celenterados, ou cnidários, são os primeiros metazoários a exibir uma cavidade digestiva ou cavidade gastrovascular (1a ocorrência nos animais), com uma abertura única que funciona como boca e ânus, portanto o tubo digestivo é incompleto. Todos os membros do filo possuem, ao redor da boca, tentáculos dotados de células urticantes (cnidoblastos) que auxiliam na captura de alimentos. A digestão enzimática do alimento começa nessa cavidade extracelularmente e termina no interior (intracelularmente) das células muscular-digestivas, que fazem parte da gastroderme.

São animais de corpo mole e aquáticos

Os cnidoblastos, exclusivos dos celenterados, são células especiais, dotadas de uma cápsula - nematocisto - contendo toxinas e um filamento inoculador enovelado. Na superfície externa do cnidoblasto há um cnidocílio que, quando estimulado, provoca a abertura do nematocisto; o filamento inoculador é evertido, descarregando suas toxinas sobre a presa.

Os cnidoblastos se distribuem pela epiderme e degeneram após serem disparados. A sua regeneração, assim como dos outros tipos celulares, será feita por células intersticiais indiferenciadas.

O sistema nervoso é difuso (1a ocorrência nos animais) e formado por neurônios que se interligam da mesogléia para a gastroderme e epiderme. Não apresentam cérebro ou centro coordenador dos impulsos nervosos.

Os celenterados apresentam respiração e excreção por difusão simples e em qualquer parte da superfície corporal.

Há dois tipos morfológicos básicos de celenterados:

pólipo: séssil, forma cilíndrica, base presa a substrato; boca superior, rodeada por tentáculos; vivem isolados ou formando grandes colônias (brotamento), unidos uns aos outros por seu exoesqueleto (corais). Existem ainda, as colônias flutuantes ou superorganismos, como as caravelas (Physalia sp), que possuem várias formas de pólipos (= polimórficas): gastrozóides (nutrição), gonozóides (reprodução), dactilozóides (defesa = muitos cnidoblastos).

Pólipo

Medusa: livre-natante, forma semelhante a "guarda-chuva" É livre natante. A boca fica voltada para baixo e pode estar circulada por longos tentáculos onde se concentram numerosos cnidoblastos: células típicas desse filo, que "disparam e injetam" um líquido urticante e de efeito paralisante nos animais (funções de captura e defesa !).

Medusa

A Cyanea capilata é medusa de mares frios ( 3 m; 40 m de extensão dos tentáculos !)

Em diversas espécies, as formas de pólipo e medusa se alternam dentro do mesmo ciclo vital. Há outras espécies em que só ocorre um dos dois tipos morfológicos.

O corpo dos celenterados apresenta duas camadas celulares, separadas por uma mesogléia gelatinosa: a epiderme (externa) e a gastroderme (interna), que possuem células contráteis e sensoriais.

A locomoção ocorre graças a fibrilas contrácteis das células epiteliais gastrodérmicas que permitem aos celenterados movimentos de contração e distensão do corpo e tentáculos. Nas formas medusóides, a contração do corpo provoca a expulsão de jatos de água através da boca; a medusa se desloca no sentido oposto ao jato de água, alternando contrações e distensões. Algumas formas polipóides (Hydra) deslocam-se por meio de verdadeiras cambalhotas: fixando a região oral soltam a região basal do substrato para novamente fixá-la em outro ponto.

Nas formas medusóides existem os ropálios, estrutura sensoriais formados por células fotorreceptoras, e os estatólitos, relacionados ao equilíbrio do corpo.

Hidra - brotamento

Diversidade

O filo dos celenterados compreende formas de vida isoladas e coloniais, representadas pelas águas-vivas (medusas), hidras, corais e anêmonas.

É possível agrupar as diferentes espécies de celenterados em três classes: Hidrozoa, Cifozoa e Antozoa.

Classe Hidrozoa

Marinhos e dulcícolas; há espécies coloniais e isoladas, com polimorfismo.
Medusas de pequeno tamanho (com véu).
Apresentam alternância de gerações (metagênese): Obelia.
Reprodução: assexuada nos pólipos (brotamento) e sexuada nas medusas.

Hidra (pólipo isolado), Obelia (colonial), caravela (Physalia).

Classe Cifozoa

Exclusivamente marinhos, geralmente polimórficos. As medusas (águas-vivas)sem véu, são predominantes no ciclo (metagênese), chegando a atingir até 2 metros de diâmetro; os pólipos são diminutos, reproduzindo- se por estrobilização. Durante a metagênese o desenvolvimento é indireto (larva plânula). Exemplo: Aurelia.

Classe Antozoa

Representada exclusivamente por formas polipóides isoladas como as anêmonas-do-mar (Actínia sp ou rosa-do-mar) , ou coloniais como os corais. Estes últimos secretam esqueleto calcário e formam os recifes de corais.

Reprodução assexuada por bipartição ou brotamento.
Reprodução sexuada com formação de larva plânula.

Reprodução

A maioria dos celenterados apresenta reprodução sexuada e assexuada, sendo grande o número de espécies que apresenta alternância de gerações (metagênese). Nesse caso, a forma polipóide produz assexuadamente pequenas medusas que, após um período de desenvolvimento, produzem gametas de cuja fusão resulta o zigoto.

A fecundação é externa na maioria dos celenterados, havendo espécies em que o encontro dos gametas ocorre dentro da cavidade gástrica. Nos casos em que o desenvolvimento é indireto (todas as espécies marinhas) o zigoto formado dá origem a uma larva ciliada (plânula). Após algum tempo a larva se fixa ao substrato dando origem a um novo organismo (pólipo).

Nas espécies que apresentam apenas a forma de pólipo, esse se reproduz sexuadamente originando novos pólipos. Os espermatozóides são liberados na água, nadando ao encontro do óvulo. A fecundação e as primeiras divisões ocorrem com o zigoto ainda preso ao organismo materno. Como sequência do processo, o embrião se destaca e transforma-se em um pólipo jovem que na maturidade repete o ciclo.

Fonte: www.escolavesper.com.br

PORÍFEROS

Poríferos

Os poríferos, também conhecidos como espongiários ou simplesmente esponjas, surgiram provavelmente há cerca de 1 bilhão de anos. Supõe-se que eles sejam originados de seres unicelulares e heterótrofos que se agrupam em colônias.

Veja o texto:

Talvez ao tomar banho, você goste de se ensaboar usando uma esponja sintética, feita de plástico ou de borracha, ou uma bucha vegetal.

   

Esponjas sintéticas de banho

    

Bucha vegetal

Mas você já pensou em tomar banho ensaboando-se com o esqueleto de algum animal?

Antes da invenção das esponjas sintéticas, as esponjas naturais eram muito usadas pelas pessoas para tomar banho e na limpeza doméstica, para esfregar panelas e copos, por exemplo. A esponja natural é o esqueleto macio de certas espécies de animais do grupo dos poríferos; esses esqueletos são feitos de um emaranhado de delicadas fibras de uma proteína chamada espongina.

Esses animais não possuem tecidos bem definidos e não apresentam órgãos e nem sistemas. São exclusivamente aquáticos, predominantemente marinhos, mas existem algumas espécies que vivem em água doce.

Os poríferos vivem fixos a rochas ou a estruturas submersas, como conchas, onde podem formar colônias de coloração variadas. Podem ses encontrados desde as regiões mais rasas das praias até profundidades de aproximadamente 6 mil metros. Alimentam-se de restos orgânicos ou de microorganismos que capturam filtrando a água que penetra em seu corpo, como veremos adiante. Por sua vez, servem de alimento para algumas espécies de animais, como certos moluscos, ouriços-do-mar, estrelas-do-mar, peixes e tartarugas.

Organização do corpo dos poríferos

O corpo de um porífero possui células que apresentam uma certa divisão de trabalho. Algumas dessas células são organizadas de tal maneira que formam pequenos orifícios, denominados poros, em todo o corpo do animal. É por isso que esses seres recebem o nome de poríferos (do latim porus: 'poro'; ferre: 'portador').

Observe no esquema abaixo que a água penetra no corpo do animal através dos vários poros existentes em seu corpo. Ela alcança então uma cavidade central denominada átrio. Observe também que a parede do corpo é revestida externamente por células achatadas que formam a epiderme. Já internamente, a parede do corpo é revestida por células denominadas coanócitos.

Cada coanócito possui um longo flagelo. O batimento dos flagelos promove um contínuo fluxo de água do ambiente para o átrio do animal. A essa água estão misturados restos orgânicos e microorganismos, que são capturados e digeridos pelos coanócitos. O material digerido é então distribuído para as demais células do animal. Como a digestão ocorre no interior de células, diz-se que os poríferos apresentam digestão intracelular.

Os poríferos são animais filtradores, já que filtram a água que penetra em seu corpo, retirando dela alimento e gás oxigênio. Depois disso, a água com resíduos do metabolismo desses animais é eliminada para o ambiente por meio de uma abertura denominada ósculo.

O esqueleto das esponjas é formado por diversos tipos de substâncias. Entre elas destacam-se as espícolas de calcário ou de sílica, com formas variadas, e uma rede de proteína chamada espongina.

   

Espículas que sustentam o corpo dos poríferos.

Espícula em detalhe

Em certas esponjas, o esqueleto não possui espículas, mas tem a rede de espongina bastante desenvolvida. As esponjas desse tipo é que foram muito utilizadas no passado para banho e limpeza doméstica como no texto acima.

EVOLUÇÃO

1. O que é a evolução? Evolução é o processo através no qual ocorrem as mudanças ou transformações nos seres vivos ao longo do tempo, dando origem a espécies novas. 2. Evidências da evolução A evolução tem suas bases fortemente corroboradas pelo estudo comparativo dos organismos, sejam fósseis ou atuais. Os tópicos mais importantes desse estudo serão apresentados de forma resumida.
2.1 Homologia e analogia Por homologia entende-se semelhança entre estruturas de diferentes organismos, devida unicamente a uma mesma origem embriológica. As estruturas homólogicas podem exercer ou não a mesma função. O braço do homem, a pata do cavalo, a asa do morcego e a nadadeira da baleia são estruturas homólogicas entre si, pois todas têm a mesma origem embriológica. Nesses casos, não há similaridade funcional. Ao analisar, entretanto, a asa do morcego e a asa da ave, verifica-se que ambas têm a mesma origem embriológica e estão, ainda associadas á mesma função. A homologia entre estruturas de 2 organismos diferentes sugere que eles se originaram de um grupo ancestral comum, embora não indique um grau de proximidade comum, partem várias linhas evolutivas que originaram várias espécies diferentes, fala-se em irradiação adaptativa. Homologia: mesma origem embriológica de estruturas de diferentes organismos, sendo que essas estruturas podem ter ou não a mesma função. As estruturas homólogas sugerem ancestralidade comum. A analogia refere-se à semelhança morfológica entre estruturas, em função de adaptação à execução da mesma função. As asas dos insetos e das aves são estruturas diferentes quanto à origem embriológica, mas ambas estão adaptadas à execução de uma mesma função: o vôo. São , portanto, estruturas análogas.
As estruturas análogas não refletem por si sós qualquer grau de parentesco. Elas fornecem indícios da adaptação de estruturas de diferentes organismos a uma mesma variável ecológica. Quando organismos não intimamente aparentados apresentam estruturas semelhantes exercendo a mesma função, dizemos que eles sofreram evolução convergente.
Ao contrário da irradiação adaptativa ( caracterizada pela diferenciação de organismos a partir de um ancestral comum. dando origem a vários grupos diferentes adaptados a explorar ambientes diferentes.) a evolução convergente ou convergência evolutiva é caracterizada pela adaptação de diferentes organismos a uma condição ecológica igual. assim, as formas do corpo do golfinho, dos peixes, especialmente tubarões, e de um réptil fóssil chamado ictiossauro são bastante semelhantes, adaptadas à natação. Neste caso, a semelhança não é sinal de parentesco, mas resultado da adaptação desses organismos ao ambiente aquático.
Analogia: semelhança entre estruturas de diferentes organismos, devida unicamente à adaptação a uma mesma função. São consideradas resultado da evolução convergente.
2.2 Órgãos vestigiais Órgãos vestigiais são aqueles que, em alguns organismos, encontram-se com tamanho reduzido e geralmente sem função, mas em outros organismos são maiores e exercem função definitiva. A importância evolutiva desses órgãos vestiginais é a indicação de uma ancestralidade comum. Um exemplo bem conhecido de órgão vestigial no homem é o apêndice vermiforme , estrutura pequena e sem função que parte do ceco ( estrutura localizada no ponto onde o intestino delgado liga-se ao grosso). Nos mamíferos roedores, o ceco é uma estrutura bem desenvolvida, na qual o alimento parcialmente digerido á armazenado e a celulose, abundante nos vegetais ingeridos, é degradada pela ação de bactérias especializadas. Em alguns desses animais o ceco é uma bolsa contínua e em outros, como o coelho, apresenta extremidade final mais estreita, denominada apêndice. que corresponde ao apêndice vermiforme humano.
Órgãos vestigiais : órgãos reduzidos em tamanho e geralmente sem função, que correspondem a órgãos maiores e funcionais em outros organismos. Indicam ancestralidade comum.
2.3 Embriologia comparada. O estudo comparado da embriologia de diversos vertebrados mostra a grande semelhança de padrão de desenvolvimento inicial. À medida que o embrião se desenvolve, surgem características individualizantes e as semelhanças diminuem. Essa semelhança também foi verificada no desenvolvimento embrionário de todos animais metazoários. Nesse caso, entretanto, quando mais diferentes são os organismos, menor é o período embrionário comum entre eles. 2.4 Estudo dos fósseis
	É considerado fóssil qualquer indício da presença de organismos que viveram em tempos remotos da Terra. As partes duras do corpo dos organismos são aquelas mais freqüentemente conservadas nos processos de fossilização, mas existem casos em que a parte mole do corpo também é preservada. Dentre estes podemos citar os fosseis congelados, como, por exemplo, o mamute encontrado na Sibéria do norte e os fosseis de insetos encontrados em âmbar. Neste último caso, os insetos que penetravam na resina pegajosa, eliminada pelos pinheiros, morriam, A resina endurecia, transformando-se em âmbar. , e o inseto aí contido era preservado nos detalhes de sua estrutura. Também são consideradas fósseis impressões deixadas por organismos que viveram em eras passadas , como , por exemplo, pegadas de animais extintos e impressões de folhas, de penas de aves extintas e da superfície da pele dos dinossauros.
A importância do estudo dos fósseis para a evolução está na possibilidade de conhecermos organismos que viveram na Terra em tempos remotos, sob condições ambientais distintas das encontradas atualmente, e que podem fornecer indícios de parentesco com as espécies atuais. Por isso, os fósseis são considerados importantes testemunhos da evolução.
3. As Teorias evolutivas Várias teorias evolutivas surgiram, destacando-se , entre elas, as teorias de Lamarck e de Darwin. Atualmente, foi formulada a Teoria sintética da evolução, também denominada Neodarwinismo, que incorpora os conceitos modernos da genética ás idéias essenciais de Darwin sobre seleção natural. 3.1 A teoria de Lamarck Jean-Baptiste Lamarck ( 1744-1829 ), naturalista francês, foi o primeiro cientista a propor uma teoria sistemática da evolução. Sua teoria foi publicada em 1809, em um livro denominado Filosofia zoológica. Segundo Lamarck, o principio evolutivo estaria baseado em duas Leis fundamentais: Lei do uso ou desuso: o uso de determinadas partes do corpo do organismo faz com que estas se desenvolvam, e o desuso faz com que se atrofiem. Lei da transmissão dos caracteres adquiridos : alterações provocadas em determinadas características do organismo, pelo uso e desuso, são transmitidas aos descendentes. Lamarck utilizou vários exemplos para explicar sua teoria. Segundo ele, as aves aquáticas tornaram-se pernaltas devido ao esforço que faziam no sentido de esticar as pernas para evitarem molhar as penas durante a locomoção na água. A cada geração, esse esforço produzia aves com pernas mais altas, que transmitiam essa característica à geração seguinte. Após várias gerações, teriam sido originadas as atuais aves pernaltas. A teoria de Lamarck não é aceita atualmente, pois suas idéias apresentam um erro básico: as características adquiridas não são hereditárias. Verificou-se que as alterações em células somáticas dos indivíduos não alteram as informações genéticas contida nas células germinativas, não sendo, dessa forma, hereditárias.
3.2 A teoria de Darwin Charles Darwin ( 1809-1882 ), naturalista inglês, desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da moderna teoria sintética: a teoria da seleção natural. Segundo Darwin, os organismos mais bem adaptados ao meio têm maiores chances de sobrevivência do que os menos adaptados, deixando um número maior de descendentes. Os organismos mais bem adaptados são, portanto, selecionados para aquele ambiente. Os princípios básicos das idéias de Darwin podem ser resumidos no seguinte modo: · Os indivíduos de uma mesma espécie apresentam variações em todos os caracteres, não sendo, portanto, indenticos entre si. · Todo organismo tem grande capacidade de reprodução, produzindo muitos descendentes. Entretanto, apenas alguns dos descendentes chegam à idade adulta. · O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou menos constante ao longo das gerações. · Assim, há grande "luta" pela vida entre os descendentes, pois apesar de nascerem muitos indivíduos poucos atingem a maturalidade, o que mantém constante o número de indivíduos na espécie. · Na "luta" pela vida, organismos com variações favoráveis ás condições do ambiente onde vivem têm maiores chances de sobreviver, quando comparados aos organismos com variações menos favoráveis. · Os organismos com essas variações vantajosas têm maiores chances de deixar descendentes. Como há transmissão de caracteres de pais para filhos, estes apresentam essas variações vantajosas. · Assim , ao longo das gerações, a atuação da seleção natural sobre os indivíduos mantém ou melhora o grau de adaptação destes ao meio. A abordagem de Darwin sobre a evolução era bastante distinta daquela de Lamarck, como pode ser visto no esquema a seguir:
3.3 A teoria sintética da evolução A Teoria sintética da evolução ou Neodarwinismo foi formulada por vários pesquisadores durante anos de estudos, tomando como essência as noções de Darwin sobre a seleção natural e incorporando noções atuais de genética. A mais importante contribuição individual da Genética, extraída dos trabalhos de Mendel, substituiu o conceito antigo de herança através da mistura de sangue pelo conceito de herança através de partículas: os genes. A teoria sintética considera, conforme Darwin já havia feito, a população como unidade evolutiva. A população pode ser definida como grupamento de indivíduos de uma mesma espécie que ocorrem em uma mesma área geográfica, em um mesmo intervalo de tempo. Para melhor compreender esta definição , é importante conhecer o conceito biológico de espécie: agrupamento de populações naturais, real ou potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outros grupos de organismos. Quando, nesta definição, se diz potencialmente intercruzantes, significa que uma espécie pode ter populações que não cruzem naturalmente por estarem geograficamente separadas. Entretanto, colocadas artificialmente em contato, haverá cruzamento entre os indivíduos, com descendentes férteis. Por isso, são potencialmente intercruzantes. A definição biológica de espécie só é valida para organismos com reprodução sexuada, já que, no caso dos organismos com reprodução sexuada, já que, no caso dos organismos com reprodução assexuada, as semelhanças entre características morfológicas é que definem os agrupamentos em espécies. Observando as diferentes populações de indivíduos com reprodução sexuada, pode-se notar que não existe um indivíduo igual ao outro. Execeções a essa regra poderiam ser os gêmeos univitelínicos, mas mesmo eles não são absolutamente idênticos, apesar de o patrimônio genético inicial ser o mesmo. Isso porque podem ocorrer alterações somáticas devidas á ação do meio. A enorme diversidade de fenótipos em uma população é indicadora da variabilidade genética dessa população, podendo-se notar que esta é geralmente muito ampla. A compeensão da variabilidade genética e fenotípica dos indivíduos de uma população é fundamental para o estudo dos fenômenos evolutivos, uma vez que a evolução é, na realidade, a transformação estatística de populações ao longo do tempo, ou ainda, alterações na freqüência dos genes dessa população. Os fatores que determinam alterações na freqüência dos genes são denominados fatores evolutivos. Cada população apresenta um conjunto gênico, que sujeito a fatores evolutivos , pode ser alterado. O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os genes presentes nessa população. Assim , quanto maior é a variabilidade genética. Os fatores evolutivos que atuam sobre o conjunto gênico da população podem ser reunidos duas categorias Fatores que tendem a aumentar a variabilidade genética da população: mutação gênica, mutação cromossônica , recombinação; Fatores que atuam sobre a variabilidade genética jás estabelecida : seleção natural, migração e oscilação genética. A integração desses fatores associada ao isolamento geográfico pode levar, ao longo do tempo, ao desenvolvimento de mecanismos de isolamento reprodutivo, quando, então, surgem novas espécies. Nos capítulos seguintes , esses tópicos serão abordados com maiores detalhes.
SURGIMENTO DAS ESPÉCIES Nos capítulos anteriores, foram estudados os fatores evolutivos que promovem a variabilidade genética e os que atuam sobre a variabilidade já estabelecida .Foi visto. Também que se pode considerar natural atuando sobre a variabilidade genética. Assim populações de uma mesma espécie podem desenvolver características novas em função de alterações na relação organismo – ambiente . Neste capítulo , discutiremos como a interação de todos esses fatores pode originar espécies novas. 2. A origem das espécies. Mecanismos de especiação são aqueles que determinam a formação de espécies novas. O mecanismo de especiação mais conhecido é o da especiação geográfica. Este mecanismo pode de ser simplificadamente explicado, tomando-se como exemplo uma população com conjunto gênico grande, que vive em determinada área geográfica em um dado momento . Suponhamos que o ambiente onde essa população ocorre sofra alterações bruscas, tais como modificações climáticas ou eventos geológicos (terremotos , formações de montanhas etc.). Essas alterações podem determinar o surgimento de faixas de território em que a existência dos indivíduos da população torna-se impossível. Quando essas faixas desfavoráveis separam áreas que ainda reúnem condições favoráveis à sobrevivência dos indivíduos que formavam a população inicial elas são denominadas barreiras ecológicas ou barreiras geográficas . As barreiras ecológicas impedem a troca de genes entre os indivíduos das populações por elas separadas, fazendo com que variabilidades genéticas novas surgidas em uma população , não sejam transmitidas para outra. Além disso , as condições do ambiente , nas áreas separadas pela barreira, dificilmente são exatamente as mesmas , o que determina diferente pressões seletivas. Então as populações assim separadas vão acumulando ao longo do tempo, podendo chegar a desenvolver mecanismos de isolamento reprodutivo. Quando isto ocorre , considera-se que essas populações pertencem a espécies distintas. As espécies são portanto, como já vimos, populações de indivíduos potencialmente intercruzantes e reprodutivamente isolados de outras populações.

3. Os mecanismos de isolamento reprodutivo. O desenvolvimento de mecanismos que determinam o isolamento reprodutivo é fundamental para a origem das espécies. Populações reprodutivamente isoladas de outras passarão a Ter história evolutiva própria e independente de outras populações . Não havendo troca de genes com populações de outras espécies , todos os fatores evolutivos que atuam sobre populações de uma espécie terão uma resposta própria . Dessa forma, o isolamento reprodutivo explica não a penas a origem das espécies , nas também a enorme diversidade do mundo biológico.
É importante esclarecer que os mecanismos de isolamento reprodutivo não se referem apenas á esterilidade , pois isolamento reprodutivo não é sinônimo de esterilidade. Duas espécies podem estar reprodutivamente isoladas devido a fatores etológicos ou ecológicos que impendem o fluxo gênico, e não devido á esterilidade.
Um exemplo pode ser dado por duas espécies de patos de água doce, Anas platyrhinchos e Anas acuta, as quais , apesar de nidificarem lado a lado , não trocam genes , pois respondem a estímulos sensoriais diferentes . A cópulas entre machos e fêmeas de uma espécie é desencadeada por certos estímulos sensoriais que não têm efeito sobre machos e fêmeas da outra espécie . Com isso , é muito raro haver cópula entre indivíduos das duas espécies.No entanto , se essas duas espécies forem criadas em cativeiro, elas poderão se reproduzir, originando descendentes férteis .Neste caso, não é a esterilidade o fator de isolamento reprodutivo e sim o fator etológico (compartamental).
Os mecanismos de isoloamento reprodutivo podem ser classificados do seguinte modo:
Os mecanismos pré-copulatórios : impedem a cópula.
– Isolamento estacional : diferenças nas épocas reprodutivas.
– Isolamento de hábitat ou ecológico: ocupação diferencial de hábitats.
– Isolamento etológico: o termo etológico refere-se a padrões de comportamento. Para os animais, este é o principal mecanismo pré-copulatório. Neste grupo estão incluídos os mecanismos de isolamento devidos à incompatibilidade de comportamento baseado na produção e recepção de estímulos que levam machos e fêmeas à cópula. Esses estímulos são específicos para cada espécie. Dois exemplos desse tipo de incompatibilidade comportamental levando ao isolamento reprodutivo são os sinais luminosos, emitidos por vaga-lumes machos, que apresentam variação dependendo da espécie. Eses sinais variam na freqüência, na duração da emisão e na cor (desde braco, azulado, esverdeado, amarelo, laranja até vermelho). A fêmea só responde ao sinal emitido pelo macho de sua própria espécie. O outro exemplo é o canto das aves: as fêmeas são atraídas para o território dos machos de sua espécie em função do canto, que é específico.
– Isolamento mecânico: diferenças nos órgãos reprodutores, impedindo a cópula.

Mecanismos pós-copulatórios: Mesmo que a cópula ocorra, estes mecanismos impedem ou reduzem seu sucesso.
– Mortalidade gamética: fenômenos fisiológicos que impedem a sobrevivência de gametas masculinos de uma espécie no sistema reprodutor feminino de outra espécie.
– Mortalidade do zigoto: se ocorrer a fecundação entre gametas de espécies diferentes, o zogoto poderá ser pouco viável, morrendo devido ao desenvolvimento embrionário irregular.
– Inviabilidade do híbrido : indivíduos resultantes do cruzamento entre indivíduos de duas espécies são chamados híbridos interespecíficos. Embora possam ser férteis, são inviáveis devido à menor eficiência para a reprodução.
– Esterilidade do híbrido : a esterilidade do híbrido pode ocorrer devido à presença de gônadas anormais ou a problemas de meiose anômala.

O isolamento reprodutivo total entre duas espécies deve-se, em geral, a vários fatores, dentre os quais um pode ser mais efetivo do que os outros.