FATORES ABIÓTICOS

Os fatores abióticos são componentes não vivos que influenciam a vida dos seres vivos presentes no  ecossistema.  Através dos fatores abióticos os seres vivos fazem adaptações para seu desenvolvimento. Esses fatores variam de valor de local para local, o que determina uma grande variedade de ambientes.

Os seres de modo geral suportam grandes variações de fatores físicos - apresentam grande capacidade de adaptação e de dispersão e ocupam ambientes variados, como a espécie humana, assim são chamados de euribiontes.
Os  seres que não suportam grandes variações do meio e são enconstradas apenas em certas regiões do planeta, como alguns peixes que só vivem em regiões geladas são chamadas de estenobiontes.
 Os termos euri e esteno tambem são usados para designar a grau de tolerância de organismos a fatores físicos como temperatura, pressão, luz e salinidade como veremos a seguir:

Exemplos de fatores abióticos:

Temperatura
É um fator abiótico de grande importância para os seres vivos e influencia seus períodos de atividade, suas características morfológicas e seus comportamentos.
Divide os seres vivos em alguns grupos como:

• Estenotérmicos: São organismos que não toleram grandes variações térmicas. Exemplo: lagartixa;
• Euritérmicos: São organismos capazes de tolerar grandes variações térmicas. Exemplo: lobo;
• Homeotérmicos: Seres que possuem temperatura cormporal constante. Exemplo: aves e mamíferos;
• Poiquilotérmicos: Seres que possuem temperatura corporal variável. Exemplo: répteis, anfíbios e peixes;

Alguns fenômenos ocorrem devido às adaptações ás temperaturas desfavoráveis como:

• Migração: Os animais percorrem distâncias variadas a procura de ambientes propícios para a reprodução, com melhores condições climáticas e presença de alimentos. Exemplo: flamingos, cegonha negra.
• hibernação: Os animais diminuem suas atividades vitais, devido ao frio. Exemplo: morcego, urso.
• Estivação: Neste fenômeno, algumas espécies diminuem suas atividades vitais, devido ao calor. Exemplo: quelônios.

Quanto às adaptações das plantas ás baixas temperaturas, elas podem ser:

• Anuais: As plantas anuais não suportam o intenso frio do inverno e deixam suas sementes para germinar no ano seguinte. Exemplo: Feijoeiro;
• Bienais: As plantas bienais em baixas temperaturas perdem sua parte aérea, porém mantém sua parte subterrânea. Exemplo: Lírio;
• Perenes ou Vivazes: Estas plantas conseguem manter suas estruturas o ano todo. Exemplo: Papoula;

Água

A água é de fundamental importância a todos os seres vivos e essencial a vida.
Os seres são classificados, em função da água, em:

• Hidrófilos: Seres que vivem permanentemente na água como os peixes
• Higrófitos: Seres que só vivem em ambientes úmidos. Exemplo: Anfíbios.
• Mesófilos: Seres que vivem em áreas mais ou menos úmidas.
• Xerófilos: Seres que vivem em ambientes secos. Exemplo: Mamíferos de deserto, liquens, cactáceos.
• Tropófitas: seres que suportam grande variação de umidade.

Luz

Fundamental no processos fotossintéticos, responsável pela produtividade nos ecossistemas, a luz, é um importante fator abiótico e atua sob diversas formas (intensidade, radiação, direção e duração).
Divide os seres vivos em alguns grupos como:

• Eurifóticos: São seres que suportam grandes variações de luz.
• Estenofóticos: São seres que não suportam grandes variações de luz.
• Plantas umbrófitas: São vegetais adaptados à sombra.

Pressão

Os seres vivos são divididos, quanto a pressão, em:

• Euribáricos: São seres capazes de suportar grande variações de pressão.
• Estenobáricos: São seres incapazes de suportar grandes variações de pressão.

Salinidade

Fator abiótico primordial na distribuição dos seres vivos aquáticos. Dividem os seres vivos em:

• Eurialinos: Seres que suportam grandes variações de salinidade.
• Estenoalinos: Seres que não suportam grandes variações de salinidade.
• Halófitas: São vegetais que vivem em áreas contendo muito sal.

Dinâmica das populações

As populações possuem diversas características próprias, mensuráveis. Cada membro de uma população pode nascer, crescer e morrer, mas somente uma população como um todo possui taxas de natalidade e de crescimento específicas, além de possuir um padrão de dispersão no tempo e no espaço.

O tamanho de uma população pode ser avaliada pela sua densidade

A densidade populacional pode sofrer alterações. Mantendo-se fixa a área de distribuição, a população pode aumentar devido a nascimentos e imigrações. A diminuição da densidade pode ocorrer como consequência de mortes ou de emigrações.

Curvas de crescimento

A curva S é a de crescimento populacional padrão, a esperada para a maioria das populações existentes na natureza. Ela é caracterizada por uma fase inicial de crescimento lento, em que ocorre o ajuste dos organismos ao meio de vida. A seguir, ocorre um rápido crescimento, do tipo exponencial, que culmina com uma fase de estabilização, na qual a população não mais apresenta crescimento. Pequenas oscilações em torno de um valor numérico máximo acontecem, e a população, então permanece em estado de equilíbrio.

Observe o gráfico abaixo para ententer melhor:

Fase A: crescimento lento, fase de adaptação da população ao ambiente, também chamada de fase lag.
Fase B: crescimento acelerado ou exponencial, também chamada de fase log.
Fase C: a população está sujeita aos limites impostos pelo ambiente, a resistência ambiental é maior sobre a população.
Fase D: estabilização do tamanho populacional, onde ocorre oscilações do tamanho populacional em torno de uma média.
Fase E: é a curva teórica de crescimento populacional sem a interferência dos fatores de resistência ambiental.

A curva J é típica de populações de algas, por exemplo, na qual há um crescimento explosivo, geométrico, em função do aumento das disponibilidades de nutrientes do meio. Esse crescimento explosivo é seguido de queda brusca do número de indivíduos, pois, em decorrência do esgotamento dos recursos do meio, a taxa de mortalidade é alta, podendo, inclusive, acarretar a extinção da população do local.

Fatores que regulam o crescimento populacional

A fase geométrica do crescimento tende a ser ilimitada em função do potencial biótico da espécie, ou seja, da capacidade que possuem os indivíduos de se reproduzir e gerar descendentes em quantidade ilimitada.
Há porém, barreiras naturais a esse crescimento sem fim. A disponibilidade de espaço e alimentos, o clima e a existência de predatismo e parasitismo e competição são fatores de resistência ambiental (ou, do meio que regulam o crescimento populacional.
O tamanho populacional acaba atingindo um valor numérico máximo permitido pelo ambiente, a chamada capacidade limite, também denominada capacidade de carga.

A curva (a) representa o potencial biótico da espécie; a curva (b) representa o crescimento populacional padrão; (c) é a capacidade limite do meio. A área entre (a) e (b) representa a resistência ambiental.

Fatores dependentes da densidade

Os chamados fatores dependentes da densidade são aqueles que impedem o crescimento populacional excessivo, devido ao grande número de indivíduos existentes em uma dada população: as disputas por espaço, alimento, parceiro sexual, acabam levando à diminuição da taxa reprodutiva e ao aumento da taxa de mortalidade. O predatismo e o parasitismo são dois outros fatores dependentes da densidade, na medida em que os predadores e parasitas encontram mais facilidade de se espalhar entre os indivíduos de uma população numerosa.

A espécie humana e a capacidade limite

O crescimento populacional da espécie humana ocorreu de maneira explosiva nos últimos séculos. Cerca de 500 milhões de pessoas habitavam a Terra em 1650. No intervalo de dois séculos, o número de habitantes chegou a 1 bilhão. Entre 1850 e 1930, já era de 2 bilhões e, em 1975, 4 bilhões de pessoas viviam no nosso planeta. O tempo de duplicação diminuiu e, hoje ultrapassamos 6 bilhões de pessoas. A cada ano, 93 milhões de pessoas são acrescentados. Se as atuais taxas de crescimento persistirem, estima-se que a população humana atingirá o tamanho de 8 bilhões de pessoas em 2017. Esse incremento do tamanho populacional humano tem muito a ver com a evolução cultural da nossa espécie e com os nossos hábitos de sobrevivência.

O humano deixou de ser caçador-coletor há cerca de 10.000 anos, abandonou o nomadismo e passou a s fixar em locais definidos da Terra, constituindo grupos envolvidos na criação de plantas e animais de interessa alimentar. A taxa de natalidade aumentou e, executando épocas de guerra e pestes , o crescimento populacional humano passou a ser uma realidade.

Pouco a pouco, no entanto, estão sendo avaliados os riscos do crescimento populacional excessivo. Poluição crescente, aquecimento global, destruição da camada de ozônio, chuva ácida e outros problemas são evidências do desgaste que o planeta vêm sofrendo. Na conferência do Cairo sobre Populações e Desenvolvimento, realizada em setembro de 1994, mais de 180 países ligados a ONU tentaram chegar a um consenso acerca de uma política que evite a explosão da população humana. Divergências quanto aos métodos de controle da natalidade impedem, até o momento, a adoção de soluções globalizantes, embora em alguns países medidas sérias já estejam em curso, no sentido de controlar o crescimento populacional excessivo da nossa espécie.

Curvas Representativas de Epidemia e Endemia

Epidemia é a situação em que ocorre aumento exagerado no número de casos de uma doença, em uma certa população, em uma determinada época. De modo geral, é causada por vírus ou bactérias, que provocam surtos da doença em uma determinada região. Gripe, dengue e cólera são doenças que costumam ter caráter epidêmico.

Endemia é a situação em que uma doença acomete um número constante de indivíduos de uma população ao longo do tempo. É característica de doenças provocadas por vermes (esquistossomose, teníase, ascaridíase) e protozoários (doenças de Chagas, malária etc.). Dependendo da doença, da população afetada e da área considerada, uma epidemia para determinado país pode ter um caráter epidêmico para, por exemplo, um determinado município desse país.
Pandemia é uma situação em que uma epidemia ocorre simultaneamente em vários locais do planeta. É o caso da AIDS, por exemplo.
 

Exemplo de curva epidêmica

NÚCLEO CELULAR

O núcleo celular

O pesquisador escocês Robert Brown (1773- 1858) é considerado o descobridor do núcleo celular. Embora muitos citologistas anteriores a ele já tivessem observados núcleos, não haviam compreendido a enorme importância dessas estruturas para a vida das células. O grande mérito de Brown foi justamente reconhecer o núcleo como componente fundamental das células. O nome que ele escolheu expressa essa convicção: a palavra “núcleo” vem do grego nux, que significa semente. Brown imaginou que o núcleo fosse a semente da célula, por analogia aos frutos.

Hoje, sabemos que o núcleo é o centro de controle das atividades celulares e o “arquivo” das informações hereditárias, que a célula transmite às suas filhas ao se reproduzir.

 

Células eucariontes e procariontes

A membrana celular presente nas células eucariontes, mas ausente nas procariontes. Na célula eucarionte, o material hereditário está separado do citoplasma por uma membrana – a carioteca – enquanto na célula procarionte o material hereditário se encontra mergulhado diretamente no líquido citoplasmático.

Os componentes do núcleo

O núcleo das célula que não estão em processo de divisão apresenta um limite bem definido, devido à presença da carioteca ou membrana nuclear, visível apenas ao microscópio eletrônico.

A maior parte do volume nuclear é ocupada por uma massa filamentosa denominada cromatina. Existem ainda um ou mais corpos densos (nucléolos) e um líquido viscoso (cariolinfa ou nucleoplasma).

 

A carioteca

A carioteca (do grego karyon, núcleo e theke, invólucro, caixa) é um envoltório formado por duas membranas lipoprotéicas cuja organização molecular é semelhante as demais membranas celulares. Entre essas duas membranas existe um estreito espaço, chamado cavidade perinuclear.

A face externa da carioteca, em algumas partes, se comunica com o retículo endoplasmático e, muitas vezes, apresenta ribossomos aderidos à sua superfície. Neste caso, o espaço entre as duas membranas nucleares é uma continuação do espaço interno do retículo endoplasmático.

 

Poros da carioteca

A carioteca é perfurada por milhares de poros, através das quais determinadas substâncias entram e saem do núcleo. Os poros nucleares são mais do que simples aberturas. Em cada poro existe uma complexa estrutura protéica que funciona como uma válvula, abrindo-se para dar passagem a determinadas moléculas e fechando-se em seguida. Dessa forma, a carioteca pode controlar a entrada e a saída de substâncias.

A face interna da carioteca encontra-se a lâmina nuclear, uma rede de proteínas que lhe dá sustentação. A lâmina nuclear participa da fragmentação e da reconstituição da carioteca, fenômenos que ocorrem durante a divisão celular.

A cromatina

A cromatina (do grego chromatos, cor) é um conjunto de fios, cada um deles formado por uma longa molécula de DNA associada a moléculas de histonas, um tipo especial de proteína. Esses fios são os cromossomos.

Quando se observam núcleos corados ao microscópio óptico, nota-se que certas regiões da cromatina se coram mais intensamente do que outras. Os antigos citologistas já haviam observados esse fato e imaginado, acertadamente, que as regiões mais coradas correspondiam a porções dos cromossomos mais enroladas, ou mais condensadas, do que outras.

Para assinalar diferenças entre os tipos de cromatina, foi criado o termo heterocromatina (do grego heteros, diferente), que se refere à cromatina mais densamente enrolada. O restante do material cromossômico, de consistência mais frouxa, foi denominado eucromatina (do grego eu, verdadeiro).

 

Diferentes níveis de condensação do DNA. (1) Cadeia simples de DNA . (2) Filamento de cromatina (DNA com histonas). (3) Cromatina condensada em interfase com centrómeros. (4) Cromatina condensada em profase. (Existem agora duas cópias da molécula de DNA) (5) Cromossoma em metafase

Os nucléolos

Na fase que a célula eucariótica não se encontra em divisão é possível visualizas vários nucléolos, associados a algumas regiões específicas da cromatina. Cada nucléolo é um corpúsculo esférico, não membranoso, de aspecto esponjoso quando visto ao microscópio eletrônico, rico em RNA ribossômico (a sigla RNA provém do inglês RiboNucleic Acid). Este RNA é um ácido nucléico produzido a partir o DNA das regiões específicas da cromatina e se constituirá um dos principais componentes dos ribossomos presentes no citoplasma.

É importante perceber que ao ocorrer a espiralação cromossômica os nucléolos vão desaparecendo lentamente. Isso acontece durante os eventos que caracterizam a divisão celular. O reaparecimento dos nucléolos ocorre com a desespiralação dos cromossomos, no final da divisão do núcleo.

A estrutura dos cromossomos

Cromossomos da célula interfásica

O período de vida da célula em que ela não está em processo de divisão é denominado interfase. A cromatina da célula interfásica, como já foi mencionada, é uma massa de filamentos chamados de cromossomos. Se pudéssemos separar, um por um, os cromossomos de uma célula interfásica humana, obteríamos 46 filamentos, logos e finos. Colocado em linha, os cromossomos humanos formariam um fio de 5 cm de comprimento, invisível ao microscópio óptico, uma vez que sua espessura não ultrapassa 30 nm.

Constituição química e arquitetura dos cromossomos

Descobrir a natureza química dos cromossomos foi uma árdua tarefa que mobilizou centenas de cientistas e muitos anos de trabalho. O primeiro constituinte cromossômico a ser identificado foi o ácido desoxirribonucléico, o DNA.

Em 1924, o pesquisador alemão Robert J. Feugen desenvolveu uma técnica especial de coloração que permitiu demonstrar que o DNA é um dos principais componentes dos cromossomos. Alguns anos mais tarde, descobriu-se que a cromatina também é rica em proteínas denominadas histonas.

 

Cromossomos da célula em divisão

Quando a célula vai se dividir, o núcleo e os cromossomos passam por grandes modificações. Os preparativos para a divisão celular têm inicio com a condensação dos cromossomos, que começam a se enrolar sobre si mesmos, tornando-se progressivamente mais curtos e grossos, até assumirem o aspecto de bastões compactos.

 

Constrições cromossômicas

Durante a condensação cromossômica, as regiões eucromáticas se enrolam mais frouxamente do que as heterocromáticas, que estão condensadas mesmo durante a interfase. No cromossomo condensado, as heterocromatinas, devido a esse alto grau de empacotamento, aparecem como regiões “estranguladas” do bastão cromossômico, chamadas constrições.

Centrômero e cromátides

Na célula que está em processo de divisão, cada cromossomo condensado aparece como um par de bastões unidos em um determinado ponto, o centrômero. Essas duas “metades” cromossômicas, denominadas cromátides-irmãs são idênticas e surgem da duplicação do filamento cromossômico original, que ocorre na interfase, pouco antes de a divisão celular se iniciar.

Durante o processo de divisão celular, as cromátides-irmãs se separam: cada cromátide migra para uma das células-filhas que se formam.

O centrômero fica localizado em uma região heterocromática, portanto em uma constrição que contém o centrômero é chamada constrição primária, e todas as outras que porventura existam são chamadas constrições secundárias.

As partes de um cromossomo separadas pelo centrômero são chamadas braços cromossômicos. A relação de tamanho entre os braços cromossômicos, determinada pela posição do centrômero, permite classificar os cromossomos em quatro tipos:

• metacêntrico: possuem o centrômero no meio, formando dois braços de mesmo tamanho;
• submetacêntricos: possuem o centrômero um pouco deslocado da região mediana, formando dois braços de tamanhos desiguais;
• acrocêntricos: possuem o centrômero bem próximo a uma das extremidades, formando um braço grande e outro muito pequeno;
• telocêntricos: possuem o centrômero em um das extremidades, tendo apenas um braço.

Cromossomos e genes

O que são genes?

As moléculas de DNA dos cromossomos contêm “receitas” para a fabricação de todas as proteínas da célula. Cada “receita” é um gene.

Portanto, o gene é uma seqüência de nucleotídeos do DNA que pode ser transcrita em uma versão de RNA e conseqüentemente traduzida em uma proteína.

Conceito de genoma

Um cromossomo é comparável a um livro de receita de proteínas, e o núcleo de uma célula humana é comparável a uma biblioteca, constituída por 46 volumes, que contêm o receituário completo de todas as proteínas do indivíduo. O conjunto completo de genes de uma espécie, com as informações para a fabricação dos milhares de tipos de proteínas necessários à vida, é denominado genoma. Atualmente, graças a modernas técnicas de identificação dos genes, os cientistas mapearam o genoma humano através do Projeto Genoma Humano.

Projeto Genoma Humano

O Projeto Genoma Humano (PGH) teve por objetivo o mapeamento do genoma humano, e a identificação de todos os nucleotídeos que o compõem. Consistiu num esforço mundial para se decifrar o genoma. Após a iniciativa do National Institutes of Health (NIH) dos Estados Unidos, centenas de laboratórios de todo o mundo se uniram à tarefa de seqüenciar, um a um, os genes que codificam as proteínas do corpo humano e também aquelas seqüências de DNA que não são genes. Laboratórios de países em desenvolvimento também participaram do empreendimento com o objetivo de formar mão-de-obra qualificada em genômica.

Para o seqüenciamento de um gene, é necessário que ele seja antes amplificado numa reação em cadeia da polimerase, e então clonado em bactérias. Após a obtenção de quantidade suficiente de DNA, executa-se uma nova reação em cadeia (PCR), desta vez utilizando didesoxirribonucleotídeos marcados com fluoróforos para a determinação da seqüência. O projeto foi fundado em 1990, com um financiamento de 3 milhões de dólares do Departamento de Energia dos Estados Unidos e dos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos, e tinha um prazo previsto de 15 anos.

Devido à grande cooperação da comunidade científica internacional, associada aos avanços no campo da bioinformática e das tecnologias de informação, um primeiro esboço do genoma foi anunciado em 26 de Junho de 2000, dois anos antes do previsto.

Em 14 de Abril de 2003, um comunicado de imprensa conjunto anunciou que o projeto foi concluído com sucesso, com o seqüenciamento de 99% do genoma humano, com uma precisão de 99,99%.

Os trabalhos do projeto foram dados como concluídos em 2003. Com a tecnologia da época, estimou-se que todos os genes (em torno de 25.000) haviam sido seqüenciados. Deve-se lembrar que nem todo o DNA humano foi seqüenciado. Estimativas atuais concluem que apenas cerca de 2% do material genético humano é composto de genes, enquanto que a maior parte parece não conter instruções para a formação de proteínas, e existe provavelmente por razões estruturais. Muito pouco dessa maior parte do material genético tem sua seqüência conhecida.

Por limitações tecnológicas, partes do DNA que possuem muitas repetições de bases nitrogenadas também ainda não foram totalmente seqüenciadas. Essas partes incluem, por exemplo, os centrômeros e os telômeros dos cromossomos.

De todos os genes que tiveram sua seqüência determinada, aproximadamente 50% codificam para proteínas de função conhecida.

Apesar dessas lacunas, a conclusão do genoma já está facilitando o desenvolvimento de fármacos muito mais potentes, assim como a compreensão de diversas doenças genéticas humanas.

Fonte: www.sobiologia.com.br