MODULO 03 Biologia

BiologiaDIVERSIDADE DOS SERES VIVOS - PARTE III Reino Metazoa Introdução ............................................................... 3 Critérios de Classificação dos Metazoários ........... 3 Estudo dos Filos 1 - Filo Porifera ou Spongiaria (Poríferos ou Espongiários) .............................6 2 - Filo Celenterata ou Cnidaria (Celenterados ou Cnidários) ............................8 3 - Filo Platyhelminthes (Platelmintos) ................ 11 4 - Filo Asquelminthes ou Nemathelminthes (Asquelmintos ou Nematelmintos) .................18 5 - Filo Mollusca (Moluscos) ...............................22 6 - Filo Annelida (Anelídeos) ...............................25 7 - Filo Arthropoda (Artrópodes) .........................28 8 - Filo Echinodermata (Equinodermas) ..............30 9 - Filo Hemichordata (Hemicordados) ...............32 10 - Filo Chordata (Cordados) ..............................32 Origem da Vida Introdução .............................................................44 1 - Abiogênese e Biogênese ................................44 2 - Hipóteses sobre a Origem da Vida ................45 3 - As Idéias de Oparin ........................................46 4 - Experimento de Miller .....................................47 5 - Experimento de Fox ........................................47 6 - Evolução dos Sistemas Energéticos dos Seres Vivos ..............................................47 A reprodução por qualquer meio, inteira ou em parte, venda, exposição à venda, aluguel, aquisição, ocultamento, empréstimo, troca ou manutenção em depósito sem autorização do detentor dos direitos autorais é crime previsto no Código Penal, Artigo 184, parágrafo 1 e 2, com multa e pena de reclusão de 01 a 04 anos. RICARDO LUIZ PRATA PONTES M3 Biologia Evolução Introdução ......................................................................... 1 - Teorias Evolucionistas ................................................ 2 - Evidências da Evolução ............................................. 3 - Especiação ................................................................ 4 - Genética de Populações ............................................ Ecologia Introdução ......................................................................... 54 1 - Níveis de Organização estudados em Ecologia ......... 54 2 - Conceitos Básicos ..................................................... 55 3 - Cadeia Alimentar........................................................ 56 4 - Pirâmides Ecológicas ................................................ 57 5 - Teia Alimentar ............................................................. 58 6 - Sucessão Ecológica................................................... 58 7 - Ciclos Biogeoquímicos ............................................... 59 8 - Relações Ecológicas ..................................................63 9 - Poluição ......................................................................69 Fisiologia Humana Introdução .........................................................................70 I - Sistema Circulatório ...................................................70 II - Sistema Respiratório ..................................................72 III - Sistema Excretor ........................................................75 IV - Sistema Digestivo .......................................................77 V - Sistema Nervoso ........................................................79 VI - Sistema Endócrino .....................................................81 48 48 50 51 53 Tecnologia ITAPECURSOS DIVERSIDADE DOS SERES VIVOS - PARTE III REINO METAZOA INTRODUÇÃO O Reino Metazoa compreende organismos pluricelulares, eucariontes e heterótrofos. A maioria de seus representantes apresentam tecidos diferenciados que se especializam no desempenho de funções. O reino Metazoa é dividido nos seguintes filos: Poríferos, Celenterados, Platelmintos, Asquelmintos, Moluscos, Anelídeos, Artrópodos, Equinodermas, Hemicordados e Cordados. Os diversos filos existentes no reino Metazoa são agrupados de acordo com determinadas características que passamos a estudar agora e que denominamos Critérios de Classificação. CRITÉRIOS DE CLASSIFICAÇÃO DOS METAZOÁRIOS 1- Simetria É a divisão imaginária do corpo de um animal em metades opostas que devem ser simétricas uma à outra. 1.1 - Simetria Radial Quando divididos por qualquer plano que passe pela boca apresentarão metades simétricas. Como exemplos, temos os celenterados e os equinodermas adultos. ORAL boca no pla al i rad ABORAL 1.2 - Simetria Bilateral Só podem ser divididos em duas metades iguais e opostas por um único plano longitudinal e mediano. Possuem um único plano de simetria. Como exemplos, temos os Platelmintos, Asquelmintos, Moluscos, Anelídeos, Artrópodos, larvas de Equinodermas, Hemicordados e Cordados. 1.3 - Assimetria Não possuem plano de simetria. Os poríferos são exemplos de animais assimétricos. 2 - Segmentação ou Metamerização Consiste na repetição de partes do corpo ao longo de sua extensão. Os segmentos que se repetem são denominados metâmeros e podem ou não ser iguais. Biologia - M3 3 Tecnologia ITAPECURSOS 2.1 - Segmentação Homônoma É aquela em que os metâmeros são iguais, exceto o primeiro e o último. Ocorre nos anelídeos. 2.2 - Segmentação Heterônoma É aquela em que os metâmeros são diferentes e se agrupam formando diversas regiões. Aparece nitidamente nos Artrópodos e nos Cordados. 3- Esqueleto É uma estrutura de sustentação e proteção presente em um grande número de animais. Pode ser externo ou interno. 3.1 - Esqueleto Externo Chamado exoesqueleto, aparece em moluscos e artrópodos. 3.2 - Esqueleto Interno Chamado endoesqueleto, aparece em equinodermas e cordados. 4 - Número de Folhetos Embrionários Na fase embrionária chamada gástrula ocorre a formação dos folhetos embrionários. A gástrula pode apresentar dois ou três folhetos embrionários. Se a gástrula possui dois folhetos embrionários, o animal é diblástico ou diploblástico e os folhetos serão ectoderma e endoderma. São diblásticos os poríferos e os celenterados. Se a gástrula possui três folhetos embrionários, o animal é triblástico ou triploblástico e os folhetos serão ectoderma, mesoderma e endoderma. São triblásticos os Platelmintos, Asquelmintos, Moluscos, Anelídeos Artrópodos, Equinodermas, Hemicordados e Cordados. B A ectoderma endoderma mesoderma Gástrula de um animal Diblástico Gástrula de uma animal Triblástico 4 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 5 - Presença de Celoma O celoma verdadeiro é uma cavidade totalmente revestida por mesoderma. Trata-se da futura cavidade geral do corpo onde estarão contidos os órgãos internos. Os animais triblásticos podem ou não apresentar celoma. Quanto à presença do celoma, os animais podem ser classificados em: 5.1 - Acelomados Não apresentam celoma. A cavidade corpórea é preenchida por tecido de origem mesodérmica. Os platelmintos são animais acelomados. 5.2 - Pseudocelomados Apresentam um “falso celoma”. Este é delimitado parcialmente por mesoderma e endoderma. Os Asquelmintos são animais pseudocelomados. 5.3 - Celomados ou Eucelomados Apresentam um celoma verdadeiro. Os Moluscos, Anelídeos, Artrópodos, Equinodermas, Hemicordados e Cordados são celomados. ECTODERMA ECTODERMA MESODERMA MESODERMA CELOMA ENDODERMA MESODERMA ECTODERMA PSEUDOCELOMA ENDODERMA ENDODERMA Acelomado Pseudocelomado Celomado A classificação quanto ao celoma deve ser utilizada apenas para animais triblásticos. No entanto, alguns autores consideram Poríferos e Celenterados, apesar de serem diblásticos, como sendo animais acelomados. São conhecidos dois padrões diferentes de formação do mesoderma e do celoma, que são: a) Formação Esquizocélica O mesoderma é formado a partir de células endodérmicas que revestem o arquêntero. Ocorre multiplicação dessas células que posteriormente se organizam formando uma membrana que delimita o celoma. O celoma assim formado é denominado esquizoceloma e os animais que o possuem são chamados esquizocelomados. São esquizocelomados os moluscos, anelídeos e artrópodos. b) Formação Enterocélica O mesoderma é formado a partir de duas evaginações do endoderma que revestem o arquêntero, formando bolsas localizadas entre o ectoderma e o endoderma. Essas bolsas se separam do endoderma, havendo diferenciação do mesoderma e celoma. O celoma assim formado é denominado enteroceloma e os animais que o possuem são chamados enterocelomados. São enterocelomados os equinodermas, hemicordados e cordados. Arquêntero celoma Esquema de embriões em corte transversal mostrando os dois padrões de formação de celoma. À esquerda, formação esquizocélica e, à direita, enterocélica. Note que o resultado final é o mesmo. Biologia - M3 5 Tecnologia ITAPECURSOS 6- Destino do Blastóporo O blastóporo é uma abertura formada na fase de gástrula que comunica o arquêntero com o exterior. O blastóporo pode originar boca ou ânus. Conforme sua evolução, os animais podem ser: 6.1 - Protostômios São aqueles em que o blastóporo origina a boca. São Protostômios os Celenterados, Platelmintos, Asquelmintos, Moluscos, Anelídeos e Artrópodos. 6.2- Deuterostômios São aqueles em que o blastóporo origina o ânus. São Deuterostômios os Equinodermas, Hemicordados e Cordados. Micrômeros Arquêntero Blastocele Blastóporo Macrômeros Gastrulação com formação do arquêntero e do blastóporo ESTUDO DOS FILOS 1 - FILO PORIFERA OU SPONGIARIA (Poríferos ou Espongiários) Latim (porus = poro/ferre = possuir) 1.1 - Características Gerais Apresentam o corpo perfurado por poros que permitem a entrada de água no corpo. São os únicos metazoários que não possuem tecidos diferenciados, apresentando grande simplicidade na organização corporal. São animais diblásticos, e assim não podem formar celoma. São, em sua maioria, assimétricos, podendo apresentar simetria radial em alguns representantes. São assegmentados e seguiram uma linha evolutiva diferente de todos os outros filos, sendo, por isso, caracterizados como parazoários. Todos os poríferos são aquáticos, sendo a grande maioria marinhos, vivendo fixos a um substrato (animais sésseis). As poucas espécies de água doce pertencem à família Spongillidae. 1.2 - Estrutura do Corpo de uma Esponja Simples Uma esponja simples assemelha-se a um vaso, fixado ao substrato pela região inferior. O corpo é perfurado por poros que permitem a entrada de água no corpo juntamente com nutrientes e oxigênio. A cavidade interna é denominada átrio ou espongiocele e na extremidade superior do corpo localiza-se uma abertura maior denominada ósculo, por onde ocorre a eliminação de água, restos digestivos e gás carbônico. 6 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS A parede do corpo de uma esponja apresenta quatro tipos celulares básicos: ósculo a) Pinacócitos São células achatadas que formam a epiderme, responsáveis pelo revestimento e proteção do corpo. pinacócito b) Porócitos São células derivadas dos pinacócitos que ficam ao redor dos poros. c) Coanócitos coanócito espícula poro porócito átrio ou espongiocela São células que forram a cavidade atrial das esponjas mais simples. São dotadas de um flagelo que promove a circulação de água pelo corpo, além de capturar alimentos e promover a digestão intracelular. d) Amebócitos espícula amebócito São células que se movimentam através de pseudópodos localizadas na camada gelatinosa (mesogléia) que fica entre as camadas externa e interna. São células indiferenciadas, podendo originar qualquer outro tipo celular. Realizam digestão intracelular complementar, transportam os produtos da digestão para outras células, formam gametas, gêmulas (formas de resistência) e espículas (estruturas de sustentação). Observação: Na mesogléia encontramos em algumas esponjas, além dos amebócitos, estruturas esqueléticas calcárias ou silicosas denominadas espículas. Em outras esponjas encontramos uma rede de fibras de espongina (proteína que fornece sustentação). Espículas calcárias Espículas silicosas Espongina 1.3 - Reprodução das Esponjas a) Assexuada Tipos: Regeneração - Pedaços de esponjas que contenham amebócitos podem crescer e reconstituir uma esponja de tamanho normal para a espécie. Brotamento ou Gemação ou Gemiparidade - São formadas expansões superficiais denominadas brotos ou gemas que crescem e formam novas esponjas. Estas podem se desgarrar da esponja mãe, apresentando vida isolada, ou crescer unidas a ela formando colônias. Gemulação - Nas esponjas de água doce é comum a formação de inúmeras pequenas estruturas de resistência, as gêmulas. Cada gêmula é um conjunto de amebócitos protegidos por uma compacta camada de espículas. As gêmulas suportam bem a época da seca e ao voltarem às águas, seus amebócitos se organizam, constituindo novas esponjas. Gêmula, em corte Espículas Gema Formação da gema Amebócitos Biologia - M3 7 Tecnologia ITAPECURSOS b) Sexuada As esponjas não possuem gônadas e os espermatozóides e óvulos são formados por diferenciação dos amebócitos. Algumas esponjas são monóicas insuficientes (espermatozóides e óvulos amadurecem em épocas diferentes) e outras são dióicas. A fecundação é interna e do zigoto resulta uma larva ciliada, a anfiblástula. Ela sai da esponja e, ao se fixar, origina um novo animal. Assim, o desenvolvimento embrionário é externo e indireto (com fase larval). espermatozóides A larva anfiblástula nada através do ósculo óvulo fecundação interna abre-se o ósculo larva anfiblástula maior aumento inversão e fixação Reprodução sexuada em uma esponja de sexos separados. Invaginação 1.4 - Sistemas Orgânicos As esponjas não apresentam tecidos diferenciados e, portanto, não formam sistemas ou aparelhos. A digestão é exclusivamente intracelular no interior dos coanócitos e amebócitos. A circulação, a respiração e a excreção são feitas por simples difusão. 2 - FILO CELENTERATA OU CNIDARIA (Celenterados ou Cnidários) Grego (koilos = cavidade/enteron = intestino/knidos = urtiga) 2.1 Características Gerais São os primeiros animais na escala evolutiva a apresentar uma cavidade digestiva (cavidade gastrovascular), daí serem classificados como enterozoários. Esse fato justifica o nome celenterado (cavidade intestinal), já que no interior dessa cavidade ocorre intensa digestão extracelular. O termo cnidário se deve à presença de células urticantes epidérmicas denominadas cnidoblastos, usados na defesa e captura de alimento. Todos os celenterados são aquáticos, sendo a grande maioria marinhos. Há duas formas diferentes de celenterados: pólipo e medusa. Os pólipos são cilíndricos, de movimentos muito lentos e apresentam uma coroa de tentáculos circundando a boca na extremidade livre do corpo. Podem ser isolados, como a anêmona do mar ou formar colônias, como na maioria dos corais. As medusas são discoidais e livre-natantes com tentáculos pendentes nos bordos. São sempre isoladas, não formando colônias. A - Corpo de um pólipo 5 7 8 1 2 4 3 A 10 B 6 B - Corpo de uma medusa 1 e 6 - tentáculos 2 e 7 - epiderme 3 e 8 - gastroderme 4 e 9 - cavidade gastrovascular 5 e 10 - boca Os celenterados são diblásticos, protostômios assegmentados e radialmente simétricos. 8 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 2.2 - Estrutura de um Cnidoblasto São as células típicas dos celenterados usadas na defesa e captura de alimento. No interior do cnidoblasto encontramos uma estrutura denominada nematocisto que contém um filamento mergulhado em um líquido tóxico. Na região voltada para o exterior, existe uma expansão denominada cnidocílio que, ao sofrer um estímulo mecânico, funciona como um detonador, liberando o filamento enrolado mergulhado em um líquido urticante de ação paralisante. Os cnidoblastos se encontram na região dos tentáculos do animal. espinhos cnidocílio nematocisto tampa filamento urticante desenrolado filamento urticante núcleo A B A - Cnidoblasto carregado B - Cnidoblasto descarregado 2.3 - Reprodução dos Celenterados a) Assexuada - Só ocorre em pólipos. Tipos: Regeneração - É muito acentuada nas hidras e anêmonas, onde pedaços desses animais podem reconstituir um animal de tamanho normal para a espécie. Brotamento ou Gemação ou Gemiparidade - São formadas expansões superficiais denominadas brotos ou gemas que crescem e formam novos celenterados. Estes podem se desgarrar do pólipo mãe, apresentando vida isolada, ou crescer unidos a ele formando colônias. A Brotamento em Hidra A - Formação do broto B B - O broto forma tentáculos e uma nova hidra é formada. O próximo passo será a hidra jovem desprender-se do indivíduo genitor e fixar-se em um substrato qualquer. Estrobilização - Certos pólipos, especialmente os da classe Scyphozoa, sofrem fragmentações transversais espontâneas, formando pequenos segmentos denominados estróbilos. Cada estróbilo se modifica e origina uma medusa. Éfira Cifomedusa Cifopólipo Estrobilização Estrobilização em um cifopólipo (pólipo da classe Scyphozoa). Observe a formação de larvas de medusas denominadas éfiras que originam medusas adultas. Biologia - M3 9 Tecnologia ITAPECURSOS b) Sexuada - Ocorre em pólipos e medusas. Os celenterados são os primeiros animais a apresentar gônadas (testículos e ovários) que formam espermatozóides e óvulos. Alguns celenterados são monóicos insuficientes e outros são dióicos. A fecundação em geral é externa (podendo ocorrer na cavidade gastrovascular). O desenvolvimento pode ser direto (sem fase larval) como nas hidras. Nas formas marinhas, é indireto e origina uma larva ciliada denominada plânula. testículos ovário espermatozóides embrião hidra jovem pequeno pólipo Reprodução sexuada em hidra c) Metagênese ou Alternância de Gerações É uma alternância regular entre as formas pólipo e medusa. Os pólipos se reproduzem assexuadamente, originando medusas. As medusas se reproduzem sexuadamente, originando pólipos. Em muitas espécies que sofrem metagênese, a fase predominante é a polipóide; em outras espécies, no entanto, a fase predominante é a medusóide. Observaremos, agora, a metagênese que ocorre em Obelia (a fase de pólipo é predominante) e em Aurelia (a fase de medusa é predominante). É importante salientar que, para que a alternância de gerações se processe, deve haver uma alternância entre processos sexuado e assexuado de reprodução para fechar o ciclo. Metagênese em Obelia sp. FASE MEDUSÓIDE gastrozóides FASE POLIPÓIDE (sexuada) (assexuada) medusa jovem brotos de medusa espermatozóide zigoto FECUNDAÇÃO EXTERNA medusas livre-natantes óvulo Plânula (larva ciliada) A fase polipóide é séssil e assexuada, enquanto a fase medusóide é sexuada e de natação livre. O desenvolvimento é indireto, aparecendo a plânula ciliada como fase larval. No quadrado do canto inferior, à esquerda, está representado o aspecto geral de uma colônia de Obélia, que mede cerca de 5 cm, aproximadamente. A medusa masculina produz espermatozóides que fecundam o óvulo no interior da medusa feminina (fecundação interna). O zigoto começa seu desenvolvimento nos braços orais da fêmea, libertando-se posteriormente e originando a plânula ciliada. Esta nada algum tempo, fixa-se e dá origem a um pólipo assexuado, o cifístoma. Este, por estrobilização, origina larvas, as éfiras, as quais se transformarão em medusas dos dois sexos. Metagênese em Aurelia aurita (água viva) 10 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 2.4 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo O tubo digestivo é incompleto, ou seja, desprovido de ânus. A digestão é intracelular e extracelular (no interior da cavidade gastrovascular). São os primeiros animais enterozoários. Sistema Circulatório Não há. O transporte de substâncias ocorre por difusão (circulação por difusão). Sistema Respiratório Não há. As trocas gasosas ocorrem através da epiderme, por difusão. Sistema Excretor Não há. A excreção se faz por difusão, sendo os excretas lançados na água. 2.5 - Classificação dos Celenterados Os celenterados são estudados em três classe: Hydrozoa, Scyphozoa e Anthozoa. HIDROZOÁRIOS HABITAT Marinho (maioria) Dulcícola (Hidra) METAGÊNESE FORMA PREDOMINANTE FORMAÇÃO DE COLÔNIAS NA FASE PREDOMINANTE Ocorre Pólipo - Ocorre (obélia e caravela) - Podem ser isolados (hidra) Ocorre Medusa Não ocorre Não ocorre Só existe a forma pólipo - Ocorre (maioria dos corais) - Podem ser isolados (anêmona-do-mar) Hydra viridis Obelia brasiliensis Physalia pelagica (caravela) Aurelia aurita (água-viva) Actinia sp (Anêmona-do-mar) Madrepora sp (coral) Gorgonia sp (coral) CIFOZOÁRIOS Marinho ANTOZOÁRIOS Marinho Sistema Reprodutor O sistema reprodutor apresenta gônadas, alguns representantes são monóicos insuficientes e outros dióicos. Sistema Nervoso É do tipo difuso ou em rede. Não existem gânglios e os neurônios formam uma rede em toda a extensão do corpo sem haver uma estrutura centralizadora. Surge, pela primeira vez na escala zoológica, o arco reflexo simples constituído da célula sensorial que capta o estímulo e gera o impulso nervoso, o neurônio que conduz o impulso nervoso até a célula efetuadora da resposta e a célula mioepitelial responsável pela contração. PRINCIPAIS REPRESENTANTES 3 - FILO PLATYHELMINTHES (Platelmintos) Grego (platy = achatado/helminthes = verme) 3.1- Características Gerais São vermes que apresentam o corpo achatado dorsoventralmente. Ao contrário dos Poríferos e Celenterados, são animais triblásticos e o mesoderma ocupa todos os espaços entre o ectoderma e o endoderma, não ocorrendo a formação de celoma, o que os caracteriza como acelomados. Apresentam uma nítida simetria bilateral, são protostômios, enterozoários e assegmentados, com exceção dos cestódeos (tênias e similares) que possuem o corpo segmentado. Os platelmintos apresentam um habitat muito variado. As espécies de vida livre (Planárias) vivem em água doce, salgada e na terra úmida, enquanto as espécies parasitas (Schistosoma, Fasciola, Taenia, etc) apresentam adaptações especiais a esse tipo de vida. O corpo dos platelmintos é recoberto por uma epiderme com cutícula ou cílios, várias camadas de musculatura e um tecido conjuntivo de preenchimento de origem mesodérmica. Biologia - M3 11 Tecnologia ITAPECURSOS 3.2 - Reprodução dos Platelmintos a) Assexuada Tipos: Regeneração - Ocorre entre os Turbelários. Regeneração em planárias Pedogênese - é o desenvolvimento de um óvulo não fecundado na fase larval, ou seja, uma partenogênese na fase larval. Observamos a ocorrência de pedogênese nos ciclos de vida do Schistosoma mansoni e da Fasciola hepatica. b) Sexuada A maioria dos platelmintos são monóicos insuficientes, mas alguns representantes são monóicos suficientes (realizam autofecundação), e outros são dióicos. O Schistosoma mansoni é dióico e apresenta um nítido dimorfismo sexual, ou seja, a identificação de macho e fêmea é feita facilmente, baseada em caracteres morfológicos externos. Os machos são menores, mais grossos e têm uma cutícula com pequenos espinhos. Ventralmente, ele apresenta um canal longitudinal (canal ginecóforo) que abriga a fêmea, bem longa e fina, de cutícula lisa. Macho e fêmea apresentam, cada um, duas ventosas na região anterior do corpo. VENTOSAS CANAL GINECÓFORO Dimorfismo sexual em Schistosoma mansoni Nos platelmintos, a fecundação é interna e o desenvolvimento é indireto nas espécies parasitas e direto nas de vida livre. 3.3 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo Os platelmintos apresentam tubo digestivo incompleto, com exceção dos cestódeos, que não possuem tubo digestivo, absorvendo através da pele os nutrientes resultantes da digestão do hospedeiro (todos os cestódeos são parasitas). A digestão é intracelular e extracelular. Sistema Circulatório Não há. O transporte de substâncias ocorre por difusão (circulação por difusão). Sistema Respiratório Não há. As trocas gasosas ocorrem através da pele, por difusão. É muito comum falarmos em respiração cutânea ou tegumentar. 12 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Sistema Excretor As unidades fundamentais do sistema excretor dos platelmintos são as células flama ou solenócitos ou protonefrídios. Elas se interligam por canalículos e o produto de excreção, retirado do tecido conjuntivo, é eliminado diretamente para o exterior através de poros dorsais. Cada célula flama possui um tufo de flagelos no interior de um canalículo, para onde passa a solução a ser excretada. Célula flama Tecido conjuntivo Excretas solúveis Canal excretor Células flama dos Platelmintos Sistema Nervoso Pela primeira vez na escala zoológica ocorre uma centralização do sistema nervoso, que é do tipo ganglionar ventral. São formados dois gânglios cerebrais (gânglio é uma estrutura nervosa com grande concentração de neurônios) de onde partem dois cordões nervosos que percorrem longitudinalmente o corpo do animal, emitindo ramificações que se distribuem por todo o corpo. A gânglio cerebral células nervosas cordão nervoso longitudinal B Nas planárias, há olhos muito simples que permitem ao animal detectar não só a intensidade luminosa mas a direção de incidência da luz. Sistema Reprodutor A. Sistema nervoso dos celenterados (difuso ou em rede) B. Sistema nervoso dos platelmintos (ganglionar ventral) O sistema reprodutor apresenta gônadas e a maioria dos platelmintos são monóicos insuficientes devido ao fenômeno da dicogamia. Dicogamia representa a maturação dos gametas masculinos e femininos em épocas diferentes. Isso faz com que tais animais realizem a fecundação cruzada. Em Taenia sp pode ocorrer autofecundação. O Schistosoma mansoni é dióico, com nítido dimorfismo sexual. 3.4 - Classificação dos Platelmintos Os platelmintos são estudados em três classes: Turbellaria, Trematoda e Cestoda. TURBELÁRIOS MODO DE VIDA EPIDERME SISTEMA DIGESTIVO SEXO DESENVOLVIMENTO SEGMENTAÇÃO PRINCIPAIS REPRESENTANTES Livre Epitélio ciliado Incompleto (sem ânus) Hermafroditas Direto Ausente Dugesia tigrina (planária) TREMATÓDEOS Parasitas Epitélio com cutícula protetora Incompleto (sem ânus) Hermafroditas ou dióicos com dimorfismo sexual Indireto Ausente Schistosoma mansoni Fasciola hepatica Biologia - M3 CESTÓDEOS Parasitas Epitélio com cutícula protetora Ausente Hermafroditas Indireto Presente Taenia solium Taenia saginata 13 Tecnologia ITAPECURSOS 3.5 - Principais Doenças Causadas por Platelmintos ESQUISTOSSOMOSE (Barriga d’água) AGENTE ETIOLÓGICO TRANSMISSÃO Schistosoma mansoni Penetração de cercárias através da pele. TENÍASE Taenia solium Taenia saginata Ingestão de carne de porco (Taenia solium) ou de boi (Taenia saginata) crua ou mal passada contendo cisticercos. cisticerco heteroxeno Porco (T. solium) e Boi (T. saginata) Passiva Intestino Educação sanitária. Saneamento básico. Evitar comer carne de porco ou de boi crua ou mal passada de procedência desconhecida. Fiscalização nos matadouros. Melhoria das condições criatórias. Tratamento da população doente. CISTICERCOSE Taenia solium Ingestão de água ou alimentos contaminados com ovos de Taenia solium FORMA INFECTANTE CICLO VITAL HOSPEDEIRO INTERMEDIÁRIO PENETRAÇÃO DO PARASITA HABITAT DO PARASITA PROFILAXIA cercárias heteroxeno Caramujo do gênero Biomphalaria Ativa Sistema porta-hepático Educação sanitária. Saneamento básico. Evitar nadar em lagoas suspeitas. Combate ao caramujo vetor. Tratamento da população doente. ovo embrionado -XHomem Passiva Tecido muscular e nervoso Educação sanitária. Saneamento básico. Tratamento da população com teníase, já que o homem com essa doença elimina ovos do parasita nas fezes. Tratamento da população com cisticercose. Esquistossomose Ciclo Evolutivo Os vermes adultos permanecem acasalados no interior das veias mesentéricas, hepáticas e da parede intestinal. Aí, após a fecundação, as fêmeas fazem a postura dos ovos em vasos bem próximos à luz intestinal. Cada ovo tem grande espinho lateral que provoca ulceração na mucosa intestinal, com sangramento e inflamação. Com as fezes da pessoa parasitada, esses ovos atingem o meio ambiente, podendo chegar à água doce (lagoas, tanques, reservatórios, charcos). Aí, cada ovo origina uma larva ciliada, o miracídio, que se locomove ativamente e pode penetrar no corpo de um caramujo planorbídeo do gênero Biomphalaria (Biomphalaria glabrata, Biomphalaria straminea ou Biomphalaria tenagophila). Nas vísceras do caramujo, o miracídio transforma-se em esporocisto que, por pedogênese, forma milhares de cercárias. As cercárias possuem o corpo oval, com duas ventosas e uma longa cauda muscular bifurcada, com a qual podem se locomover na água depois de deixar o caramujo (hospedeiro intermediário). As cercárias permanecem vivas e com poder de infestação até mais ou menos sessenta horas depois de terem saído do caramujo. Podem, nesse período, penetrar na pele humana, causando uma forte irritação local com coceira (dermatite cercariana). 14 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Durante a penetração, as cercárias, perdem a cauda e tornam-se mais afiladas, transformando-se em esquistossômulos. Estes caem na circulação sangüínea e são enviados a todo o organismo, mas apenas os que alcançam o sistema porta são capazes de evoluir. Nessa localização, os esquistossômulos se alimentam e se desenvolvem, transformando-se em machos e fêmeas trinta dias após a penetração das cercárias na pele. Daí, migram acasalados para o plexo hemorroidário, onde farão oviposição. Os primeiros ovos são vistos nas fezes cerca de quarenta dias após a contaminação do homem (hospedeiro definitivo). A esquistossomose mansônica tem uma fase aguda inicial, com mal-estar, cansaço, problemas gastrointestinais e dor de cabeça. Segue-se um período intestinal, com graves distúrbios digestivos, fezes com muco e sangue e cólicas. Na fase crônica ocorre grande inflamação do fígado e baço, além da típica ascite ou barriga d’água, que deixa o ventre muito volumoso e é uma característica marcante dessa verminose. I - Penetração ativa da cercária através da pele do homem. Desenvolvimento dos parasitas no organismo do homem, acasalamento e postura. II- Os ovos nas fezes humanas liberam miracídios na água. III- Contaminação do planorbídeo (caramujo Biomphalaria), formação dos esporocistos e das cercárias que fecham o ciclo, uma vez penetradas no homem. 1- Ovo com espinho lateral. 2- Miracídio 3- 4- 5- 6- Desenvolvimento do esporocisto formando cercárias. 7- Cercária 9- 10- 11 - Esquistossômulos 12- Vermes adultos 13- Vermes adultos acasalados 12 - VERMES ADULTOS 11 I 10 13 CASAL EM CÓPULA 9 1- OVO II CERCÁRIA 7 2- MIRACÍDIO III 6 ESPOROCISTO COM CERCÁRIAS 4 3- ESPOROCISTO 5 Ciclo evolutivo de Schistosoma mansoni Biologia - M3 15 Tecnologia ITAPECURSOS Esquistossomose CIRCULAÇÃO MESENTÉRIO INTESTINO HOMEM VEIAS SAEM COM AS FEZES POSTURA DE OVOS PENETRAÇÃO NA PELE VERMES ADULTOS OVO ÁGUA CERCÁRIA MIRACÍDIO ESPOROCISTO ESPOROCISTO CARAMUJO Representação simplificada do Ciclo Evolutivo da Esquistossomose Teníase Morfologia dos Parasitas A teníase é determinada pela presença do verme adulto de Taenia solium ou de Taenia saginata no intestino humano, ambas conhecidas como solitárias. Cada tênia apresenta três regiões formando o corpo: escólex, colo e estróbilo. Escólex - É uma dilatação situada na extremidade anterior do corpo relacionada à fixação do parasita na parede intestinal do hospedeiro. Em Taenia solium o escólex apresenta quatro ventosas e uma estrutura denominada rostro, formado por uma série de ganchos ou acúleos. Em Taenia saginata não há formação de rostro. Colo - Situado abaixo do escólex, relaciona-se com a formação de novos segmentos denominados proglotes, que integrarão o seu corpo. Estróbilo - É formado por uma série de segmentos denominados proglotes ou anéis, que podem ser de três tipos: jovens, maduros e grávidos. Os proglotes jovens não possuem órgãos reprodutores; os maduros já possuem órgãos reprodutores masculinos e femininos e os grávidos são proglotes em cujo interior já houve fecundação. A estrutura dominante de um proglote grávido é o útero ramificado e cheio de ovos. Os proglotes grávidos, repletos de ovos, se desprendem do corpo do verme e são expelidos por via anal. À medida em que se distanciam do escólex, os proglotes vão amadurecendo sexualmente, tornando-se maduros e podendo, assim, realizar autofecundação. 16 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS rostro com ganchos ventosa testículos útero cordão nervoso canal excretor órgão copulador poro genital B ventosas vagina ovário glândula da casca glândula vitelínica A A - Escólex de Taenia solium B - Escólex de Taenia saginata Proglote maduro de Taenia saginata Taenia solium Ciclo Evolutivo - O homem parasitado elimina em suas fezes proglotes grávidos repletos de ovos embrionados. Se ingeridos pelo porco, cada ovo eclode no intestino do animal originando um embrião mais ou menos circular com seis ganchos em um dos pólos. Esse embrião é denominado oncosfera ou embrião hexacanto. Ele perfura a mucosa intestinal do porco, cai no sangue e é conduzido até os tecidos. Nesse local, a oncosfera cresce e origina a larva cisticerco, que pode ser observada a olho nu. A partir do momento em que o homem ingere carne de porco crua ou mal passada contaminada com cisticercos, ele se contamina. No intestino humano, as larvas cisticercos originam vermes adultos. Ganchos Ventosa colo VERME ADULTO Parede intestinal humana Proglotes jovens desenvolve-se Proglote maduro MEIO AMBIENTE Casca útero com ovos NO HOMEM NO PORCO OVO SAI COM AS FEZES HUMANAS Espinhos ESCOLEX EM EVAGINAÇÃO DO CISTICERCO (NO INTESTINO HUMANO) LARVA ONCOSFERA (NO INTESTINO DO PORCO) Ciclo Evolutivo da Taenia solium CISTICERCO (NA MUSCULATURA DO PORCO. PODE TAMBÉM OCORRER NO HOMEM) Taenia saginata Apresenta ciclo semelhante, tendo o boi como hospedeiro intermediário. A teníase determinada tanto por Taenia solium quanto por Taenia saginata provoca indisposição abdominal, diarréia e vômitos. Cisticercose A partir do momento em que o homem ingere ovos de Taenia solium contaminando a água ou alimentos, ele adquire a cisticercose. Pode ocorrer também a autoinfestação quando há ruptura de proglotes grávidos do verme adulto no intestino, liberando ovos embrionados. Os ovos eclodem e liberam os embriões hexacantos que caem no sangue. Os embriões atingem os tecidos humanos, onde se desenvolvem, formando os cisticercos. Biologia - M3 17 Tecnologia ITAPECURSOS Os cisticercos instalam-se nos tecidos humanos e o quadro clínico pode ser agravado quando a larva cisticerco aloja-se no cérebro, olhos e coração. No cérebro, pode determinar cefaléia, desmaios, dificuldade locomotora e até loucura. Nos olhos, a larva pode atingir o humor vítreo e mesmo a retina, causando cegueira parcial ou total. No coração, pode ocorrer alteração da função das válvulas cardíacas e diminuição da capacidade bombeadora. É importante salientar que, na cisticercose, o homem funciona como hospedeiro intermediário, uma vez que os cisticercos estarão alojados em seu organismo. 4 - FILO ASQUELMINTHES OU NEMATHELMINTHES (Asquelmintos ou Nematelmintos) Grego (askon = saco / helminthes = verme) 4.1 - Características Gerais São vermes que apresentam o corpo cilíndrico e alongado. São animais triblásticos, protostômios assegmentados, bilateralmente simétricos e enterozoários. A maioria dos asquelmintos são parasitas pertencentes à classe Nematoda, existindo algumas espécies de vida livre pertecentes à classe Nematomorpha. O habitat é muito variado, assim como as dimensões dos animais. Não apresentam cílios em nenhum tecido e seus espermatozóides deslocam-se por pseudópodos. 4.2 - Reprodução dos Asquelmintos a) Assexuada Tipo: Partenogênese - Consiste no desenvolvimento de um óvulo não fecundado que ocorre com o Strongyloides stercoralis. b) Sexuada Todos os asquelmintos são dióicos e apresentam dimorfismo sexual. A fêmea é mais alongada e mais fina que o macho. A fecundação é interna e o desenvolvimento é indireto. Dimorfismo sexual em Ascaris lumbricoides. Os vermes adultos medem de 30 a 40 cm de comprimento. 4.3 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo São os primeiros animais a apresentar tubo digestivo completo que termina em ânus. A digestão é intracelular e extracelular. Sistema Circulatório Não há. O transporte de substâncias ocorre por difusão principalmente através do líquido pseudocelomático (circulação por difusão). Sistema Respiratório Não há. As trocas gasosas ocorrem através da pele, por difusão. É muito comum faIarmos em respiração cutânea ou tegumentar. 18 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Sistema Excretor Poro excretor Canal comum Apresenta dois longos canais laterais lembrando a letra H. Por isso, podem ser chamados de canais em H ou canais excretores laterais. Esses canais percorrem longitudinalmente a cavidade pseudocelomática recolhendo os resíduos tóxicos do metabolismo. Um poro excretor se encarrega de eliminar os excretas. Sistema Nervoso É do tipo ganglionar ventral, semelhante ao dos platelmintos. Observa-se um anel nervoso periesofageano de onde saem vários cordões nervosos, formando um anel dorsal e um ventral. Sistema Reprodutor Canal anterior Núcleo Canal posterior Canal em H O sistema reprodutor apresenta gônadas e todos os asquelmintos são dióicos, com notável dimorfismo sexual. 4.4 - Classificação dos Asquelmintos Os asquelmintos são estudados em duas classes: Nematomorpha e Nematoda. Classe Nematomorpha - Compreende animais de vida livre e habitat aquático. São semelhantes a fios de cabelos, daí serem conhecidos como vermes cabelos. Exemplo: Gordius Classe Nematoda - Compreende animais parasitas. Exemplos: Ascaris lumbricoides, Ancylostoma duodenale, Necator americanus, Enterobius vermicularis e Wuchereria bancrofti. 4.5 - Principais Doenças Causadas por Asquelmintos ASCARIDÍASE AGENTE ETIOLÓGICO TRANSMISSÃO Ascaris lumbricoides Ingestão de água ou alimentos contaminados com ovos do parasita. AMARELÃO (opilação) ENTEROBIOSE (oxiurose) ELEFANTÍASE (filariose) Ancylostoma duodenale Enterobius vermicularis Wuchereria bancrofti Necator americanus Penetração de larvas filarióides através da pele e ingestão de água ou alimentos contaminados com larvas filarióides. Ingestão de água ou alimentos contaminados com ovos do parasita. Ingestão direta dos ovos presentes nas mãos do indivíduo que coça a região anal. Ovo embrionado Monoxeno Picada da fêmea do mosquito Culex fatigans que deposita larvas microfilárias que penetram pela pele. Larva microfilária Heteroxeno Fêmea do mosquito Culex fatigans FORMA INFECTANTE CICLO VITAL HOSPEDEIRO INTERMEDIÁRIO PENETRAÇÃO DO PARASITA HABITAT PROFILAXIA Ovo embrionado Monoxeno Larva filarióide Monoxeno Passiva Intestino Educação sanitária. Saneamento básico. Lavar os alimentos crus. Lavar as mãos antes das refeições. Tratamento da população doente. Passiva e Ativa Intestino Educação sanitária. Saneamento básico. Não andar descalço em locais suspeitos. Lavar os alimentos crus. Lavar as mãos antes das refeições. Tratamento da população doente. Passiva Intestino Ativa Sistema linfático Educação sanitária. Combate ao inseto Saneamento básico. Lavar vetor. Tratamento da os alimentos crus. Lavar população doente. as mãos antes das refeições. Trocar e ferver as roupas íntimas e de cama diariamente. Tratamento da população doente. Biologia - M3 19 Tecnologia ITAPECURSOS Ascaridíase Ciclo Evolutivo Os vermes adultos vivem no intestino delgado do homem. A ascaridíase se caracteriza por distúrbios digestivos como vômitos, cólicas e obstrução intestinal. Pode haver também crises convulsivas, emagrecimento e complicações pulmonares. Os ovos do Ascaris saem com as fezes humanas e permanecem no ambiente por muito tempo (até anos) como ovos embrionados que, ao serem ingeridos, liberam microscópicas larvas no intestino do novo hospedeiro. Aí as larvas (rabditóides) perfuram a mucosa, caem na circulação e atingem, em seqüência, o coração e os pulmões. Perfuram os alvéolos, sobem pelos brônquios e traquéia e chegam à faringe, de onde são deglutidas com a saliva. Voltam assim ao tubo digestivo, transformando-se rapidamente em vermes adultos. O ciclo reprodutor se completa em apenas um hospedeiro, falando-se então em parasita monoxeno. As larvas provocam problemas pulmonares, como bronquites e infecções; irritação das mucosas faríngea, traqueal e nasal, com tosse seca e coceira na garganta. Muitas vezes o sono é perturbado. INF ES TA ÇÃ OP OR VIA OR AL 1 8 OVO DEGLUTIDO ADULTA 7 ÃO LM PU 6 POSTURA DE OVOS 9 O AD FÍG LARVA RABDITÓIDE 5 2 LIBERAÇÃO DE LARVAS NO INTESTINO 3 10 C 4 OVO FECUNDADO OVO COM LARVA 11 VERMES ADULTOS INTESTINAIS B OVO FÉRTIL Ciclo Evolutivo do Ascaris lumbricoides 20 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Amarelão - ou opilação ou mal da terra ou ancilostomose ou necatoriose ou doença do Jeca Tatu Ciclo Evolutivo Machos e fêmeas são semelhantes e medem aproximadamente 1 cm de comprimento. A principal diferença entre os dois agentes etiológicos é observada na cápsula bucal, onde o Necator apresenta um par de placas cortantes e o Ancylostoma, dois pares de dentes. Ambos são hematófagos, o que leva o paciente a um quadro de anemia profunda, com perda de sangue nas fezes. O doente fica, então, pálido, amarelado; daí o nome amarelão. O ciclo mais freqüente é através da penetração ativa do agente infectante. Os ovos embrionados são eliminados juntamente com as fezes do hospedeiro. Uma vez no solo, os ovos eclodem e libertam larvas rabditóides que evoluirão para VERMES ADULTOS NO INTESTINO ESÔFAGO FARINGE PULMÕES CIRCULAÇÃO Ciclo Evolutivo com penetração ativa larvas filarióides infectantes em poucos dias. Admite-se que, em condições naturais favoráveis, estas larvas possam sobreviver até seis meses. Encontrando o hospedeiro, estas larvas penetram ativamente através da pele e alcançam a circulação, onde poderão chegar aos pulmões. Após migrarem ou serem transportadas até a faringe, são deglutidas e alcançam o intestino delgado onde completam o amadurecimento e iniciam a postura dos ovos. O ciclo também pode ocorrer através da penetração passiva com ingestão de larvas filarióides. Vale ressaltar que, nesse caso, não há fase pulmonar no ciclo. OVOS NAS FEZES OVOS NO SOLO LARVAS RABDITÓIDES LARVAS FILARIÓIDES PENETRAÇÃO PELA PELE Enterobiose ou Oxiurose Ciclo Evolutivo Os vermes adultos habitam a porção terminal do intestino grosso e as fêmeas fecundadas, em movimentos contínuos nas bordas do ânus, provocam intenso prurido, nervosismo e insônia (em alguns casos). As fêmeas fecundadas realizam a postura dos ovos no intestino grosso. Os ovos são liberados nas fezes e mesmo no intervalo entre as defecações. Pode ocorrer a contaminação das roupas íntimas, roupas de cama, mãos, água e alimentos e a ingestão desses ovos embrionados contamina o homem. Os ovos eclodem e, no intestino, originam larvas rabditóides que evoluem para vermes adultos. É muito comum a auto-infecção que consiste na ingestão de ovos embrionados expelidos pelo próprio indivíduo. É muito comum em crianças que, ao coçar a região anal, contaminam as mãos, podendo levá-las à boca. Mosquito picando o homem Elefantíase ou Filariose Ciclo Evolutivo O mosquito fêmea Culex fatigans contaminado, ao picar o homem, deposita as larvas microfilárias sobre a pele. Essas larvas penetram ativamente através da pele, atingem os vasos sangüíneos e chegam ao sistema linfático, onde originam os vermes adultos. Os vermes adultos provocam obstruções nos vasos linfáticos, levando a um derramamento de linfa e caracterizando, assim, um edema que atinge normalmente os membros superiores e inferiores, podendo atingir também a bolsa escrotal e as mamas. Larva escapando da probóscide do mosquito Larva no sangue do homem Animal adulto entope a circulação linfática do homem Ciclo evolutivo da Wuchereria bancrofti Biologia - M3 21 Tecnologia ITAPECURSOS 5 - FILO MOLLUSCA (Moluscos) latim (mollis = mole) 5.1 - Características gerais São metazoários que apresentam o corpo mole comumente envolvido por uma concha calcária e constituído de três partes: cabeça, massa visceral e pé. A cabeça possui, em geral, tentáculos, boca e olhos A massa visceral, formada pelos órgãos internos, é recoberta por uma dobra da pele denominada manto ou pálio, que secreta a concha. O pé, geralmente musculoso, é muito contrátil e apresenta muitas células glandulares. Os moluscos exploram os mais diversos ambientes. Há espécies em terra úmida, como os caracóis e as lesmas e outras na água doce e no mar. Há espécies de alguns milímetros, enquanto certas lulas gigantes, que vivem nas grandes profundidades, podem ter mais de dez metros. A maioria dos moluscos apresentam um exoesqueleto representado pela concha calcária. No entanto, polvos e lesmas são desprovidos de concha e as lulas apresentam uma concha interna denominada pena ou siba. São animais triblásticos; esquizocelomados, protostômios, assegmentados, bilateralmente simétricos, enterozoários e de vida livre. 5.2 - Reprodução dos Moluscos A maioria dos moluscos são dióicos e algumas espécies são monóicas insuficientes. A reprodução é sexuada, com fecundação externa, desenvolvimento indireto e formação de larvas denominadas véliger, gloquídio e trocófora, com exceção de alguns cefalópodos e das formas terrestres, que apresentam fecundação interna e desenvolvimento direto. concha Gancho Valva ânus Músculo adutor pé A boca B Larvas de Moluscos - A - Véliger /B - Gloquídio C - Trocófora C Observe que as larvas véliger e trocófora são ciliadas. A larva gloquídio não apresenta cílios e se comporta como parasita das brânquias de peixes. 5.3 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo Apresentam tubo digestivo completo e a digestão é intracelular e extracelular. A maioria dos moluscos apresenta no interior da boca uma estrutura denominada rádula, que funciona como um aparelho ralador e triturador de alimento. Essa estrutura nada mais é que uma placa raladora denteada que reduz o alimento a frações menores, facilitando a ação das enzimas digestivas. Mandíbula Boca Cabeça de Caramujo em corte. Observe a rádula. Pé Olho Tentáculos Rádula 22 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Sistema Circulatório Os moluscos apresentam um sistema circulatório aberto ou lacunar, com exceção dos cefalópodos. No sistema circulatório aberto observamos que, do coração, saem artérias que terminam em lacunas ou hemoceles onde o sangue se mistura aos líquidos intercelulares, entrando em contato direto com os tecidos. Esse sangue leva alimento e oxigênio às células, recolhendo os restos metabólicos e gás carbônico produzidos. Liquido Intercelular aurícula coração ventrículo vaso sangüíneo SANGUE LACUNA SANGÜÍNEA lacunas dos tecidos brânquias rim lacunas dos tecidos Sistema Circulatório Aberto Sistema Circulatório Aberto Sistema Respiratório Na maioria dos moluscos, a respiração é branquial, mas alguns podem respirar através da pele e outros através de “pulmões”. Na verdade, os moluscos não apresentam verdadeiros pulmões e o que se observa é que, nas formas terrestres, a cavidade do manto é muito vascularizada e funciona como um verdadeiro pulmão. A cavidade do manto é o espaço existente entre o manto e a massa visceral. Dentre os moluscos “pulmonados”, destacam-se os caramujos Biomphalaria e Lymnaea, hospedeiros intermediários do Schistosoma mansoni e da Fasciola hepatica, respectivamente. Sistema Excretor Os moluscos excretam através de vários nefrídios agrupados, formando os chamados rins nefridiais. Cada nefrídio é constituído de: a) Nefróstoma - funil ciliado que recolhe os excretas do líquido celomático. b) Nefroducto - canal envolvido por uma rede de capilares sangüíneos que conduz os excretas até o nefridióporo. c) Nefridióporo (poro excretor) - abertura ventral localizada na superfície do corpo por onde ocorre a eliminação dos excretas. sangue que chega vaso sangüíneo nefridióporo vesícula capilares sangüíneos sangue que sai nefróstoma ciliado túbulos do nefrídio Nefrídio de um Anelídeo Observe a rede de capilares sangüíneos que envolvem o nefroduto. À medida em que o líquido contendo os excretas percorre o nefroduto, ocorrem trocas entre esse líquido e o plasma sangüíneo que circula nos capilares que envolvem o nefroduto, aumentando, assim, a concentração do líquido a ser excretado. Biologia - M3 23 Tecnologia ITAPECURSOS Sistema Nervoso O sistema nervoso é do tipo ganglionar ventral com vários pares de gânglios de onde partem nervos para todo o organismo. Nos cefalópodos, os olhos atingem alto grau de funcionalidade. Sistema Reprodutor O sistema reprodutor apresenta gônadas. A maioria dos moluscos são dióicos, sendo os gastrópodos monóicos insuficientes. 5.4 - Classificação dos Moluscos Os moluscos são estudados em três classes principais: Pelecypoda, Gastropoda e Cephalopoda. PELECÍPODOS (bivaldos ou lamelibrânquios) MORFOLOGIA EXTERNA E CONCHA Pé desenvolvido. Concha bivalva. GASTRÓPODOS Pé desenvolvido. CEFALÓPODOS Cabeça e massa visceral desenvolvidos. Cabeça com pares Concha interna, de tentáculos. externa ou Concha univalva ou ausente. bivalva. Sem rádula (são animais filtradores) Com rádula Branquial Marinhos ou dulcícolas Dióicos Desenvolvimento indireto Ostras Mariscos Mexilhões Com rádula SISTEMA DIGESTIVO RESPIRAÇÃO HABITAT Branquial-cutânea- Branquial “pulmonar” Marinhos, dulcícolas ou terrestres Hermafroditas Desenvolvimento direto Caramujos Lesmas Marinhos REPRODUÇÃO E DESENVOLVIMENTO PRINCIPAIS REPRESENTANTES Dióicos Desenvolvimento direto Polvos Lulas Nautilus Argonauta FIGURA pé 5.5 - Importância para o Homem A utilização dos moluscos é variada e muito antiga. Os moluscos servem principalmente como iscas para predadores e como alimento. Como fonte de alimento destacam-se os mexilhões, ostras, polvos e lulas. As pérolas naturais fornecem jóias de adorno cujo valor estimulou a criação de viveiros de ostras para a produção de pérolas artificiais. A diversidade e beleza das conchas despertou e desperta a curiosidade de muitos colecionadores, o que possibilitou uma maior divulgação desses animais. Muitos botões de madrepérola para roupas foram feitos com conchas. Atualmente, as conchas são pulverizadas e servem como fonte de cálcio para aves domésticas e como adubo para vegetais. 24 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS A substância escura expelida como meio de defesa pelas lulas foi usada como tinta nankin para desenhos. Há também moluscos que são prejudiciais ao homem como os hospedeiros intermediários de vermes parasitas (caramujos Biomphalaria e Lymnaea) ou os caramujos que destróem plantações. Observações a) A Neopilina galatheae é um molusco primitivo que vive no fundo do mar e é estudada na classe Monoplacophora. Os primeiros exemplares dessa espécie foram coletados no litoral da Costa Rica em 1952. Esse molusco vive em grandes profundidades e, assim, pouco se conhece de sua biologia. b) Os polvos e lulas são dotados de uma glândula produtora de tinta escura, que pode ser esguichada, turvando a água e prejudicando a visão e o olfato de eventuais predadores. 6 - FILO ANNELIDA (Anelídeos) Latim (annelus = anel) 6.1 - Características Gerais São vermes que apresentam o corpo segmentado em anéis. Observamos que os anéis que formam o corpo são basicamente idênticos de modo que esses animais apresentam segmentação homônoma. Os anelídeos são metazoários triblásticos, esquizocelomados, protostômios e bilateralmente simétricos. Muitos anelídeos são dotados de cerdas quitinosas, estruturas implantadas na parede do corpo e que, retraindose ou expandindo-se, conferem aspecto liso ou áspero ao animal. Esses movimentos das cerdas, associados à ação muscular e nervosa, participam do mecanismo locomotor. Podem habitar os ambientes marinho, dulcícola e terrestre úmido. Os anelídeos marinhos (poliquetas) vivem enterrados na areia das praias ou em tubos por eles construídos. 6.2 - Reprodução dos Anelídeos a) Assexuada Tipo: Esquizogênese - Ocorre entre os Poliquetas e consiste na fragmentação do corpo em pequenos segmentos na região posterior. Esses segmentos se diferenciam em novos indivíduos. Esquizogênese em Poliqueta b) Sexuada Algumas espécies são monóicas insuficientes e outras são dióicas. O fenômeno da dicogamia justifica a fecundação cruzada realizada pelos indivíduos monóicos. A fecundação é interna e o desenvolvimento é direto, exceto nos poliquetas, que apresentam desenvolvimento indireto com presença de larva denominada Trocófora. Larva Trocófora Biologia - M3 25 Tecnologia ITAPECURSOS 6.3 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo Os anelídeos apresentam tubo digestivo completo que termina em ânus. A faringe desses animais apresenta uma dilatação que recebe o nome de moela. A moela apresenta as paredes muito musculosas e suas contrações trituram o alimento facilitando a ação das enzimas intestinais. O intestino desses animais é dotado de duas expansões laterais, os cecos intestinais, e uma prega longitudinal, o tiflossole. Ambos aumentam a superfície de absorção dos produtos da digestão. faringe moela com paredes musculosas dobra interna do intestino (tiflossole) ânus boca músculos da faringe intestino ceco intestinal Tubo Digestivo de uma Minhoca Sistema Circulatório O sistema circulatório é fechado, já que os vasos sangüíneos apresentam total continuidade no interior dos tecidos. O sangue é vermelho em função da hemoglobina encontrada no plasma. Esse pigmento realiza o transporte de gases respiratórios pelo corpo do animal. Nas minhocas há quatro ou cinco pares de vasos com capacidade contrátil, que são, portanto, corações. VASO DORSAL CORAÇÕES Rede capilar na circulação fechada SANGUE VASO ESÔFAGO PAPO MOELA BOCA FARINGE SUB-INTESTINAL Circulação em Minhoca TECIDO Sistema Circulatório Fechado Sistema Respiratório A maioria dos anelídeos não apresenta sistema respiratório e a troca de gases ocorre diretamente através da pele, que é muito vascularizada (respiração cutânea). Nos poliquetas, o sistema respiratório é formado por brânquias que se ramificam na região anterior do corpo. Sistema Excretor O sistema excretor é constituído por nefrídios, havendo um par por segmento. Brânquias Sistema Nervoso É do tipo ganglionar ventral com dois gânglios cerebróides e um cordão nervoso duplo de onde partem nervos para todo o corpo. GÂNGLIOS CEREBRÓIDES ESÔFAGO Tubo Poliqueta Tubícola com Brânquias Sistema Reprodutor CONECTIVO PERIESOFÁGICO GÂNGLIOS VENTRAIS Sistema Nervoso de uma Minhoca O sistema reprodutor apresenta gônadas. Algumas espécies são monóicas insuficientes e outras dióicas. 26 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 6.4 - Classificação dos Anelídeos Os anelídeos são estudados em três classes: Oligochaeta, Polychaeta e Hirudinea. A classificação é baseada no número de cerdas que são pequenos filamentos quitinosos presentes na pele. A - Classe Oligochaeta - Oligoquetas Grego -oligo = pouco / khaite = cerda Apresentam poucas cerdas no corpo. Movimentam-se através das cerdas e de contrações da musculatura do corpo. São de habitat terrestre e dulcícola. Seus representantes são hermafroditas com fecundação cruzada e interna, sendo o desenvolvimento direto. Próximos à região anterior, existem alguns anéis diferenciados, formando uma estrutura denominada Clitelo, responsável pela secreção de uma cápsula que envolve os ovos na época da postura. São representados pelas minhocas e minhocuçus, animais úteis para a agricultura já que cavam túneis e galerias subterrâneas, facilitando a drenagem e o arejamento do solo. B - Classe Polychaeta - Poliquetas Grego - polys = muito / khaite = cerda Apresentam muitas cerdas no corpo. Movimentam-se através das cerdas e de contrações da musculatura do corpo. As cerdas estão implantadas em expansões laterais do corpo denominadas Parapódios. São todos marinhos e alguns são sésseis, vivendo no interior de tubos construídos por eles próprios. (Poliquetas tubícolas) Os poliquetas são animais dióicos que apresentam fecundação interna e desenvolvimento indireto com formação de larva trocófora. Seus principais representantes são Nereis sp e os tubícolas. C - Classe Hirudinea - Hirudíneos ou aquetas Latim (hirudo = sanguessuga) Não apresentam cerdas no corpo e movimentam-se através de contrações da musculatura do corpo. Vivem em água doce, salgada e terra úmida. Os hirudíneos são animais hermafroditas com fecundação cruzada e interna, sendo o desenvolvimento direto. O corpo apresenta uma ventosa para sucção de sangue em cada extremidade, sendo, assim, considerados ectoparasitas hematófagos. São representados pelas sanguessugas. CLITELO TENTÁCULOS Minhoca (Oligoqueta) PARAPÓDIOS COM CERDAS Ventosas Sanguessuga (Hirudíneo) Nereis (Poliqueta) Biologia - M3 27 Tecnologia ITAPECURSOS 7 - FILO ARTHROPODA (Artrópodos) Grego (arthros = articulação / podos = pés, patas) 7.1 - Características Gerais O filo Arthropoda inclui animais que se caracterizam por apresentar patas articuladas. Constitui o mais vasto grupo zoológico, abrigando mais de 800.000 espécies vivendo no mar, na água doce, na água salobra, no solo e no meio aéreo. O corpo dos artrópodos é revestido por um exoesqueleto quitinoso secretado pela própria epiderme. A quitina é um polissacarídeo nitrogenado que apresenta importante função estrutural, constituindo também a parede celular dos fungos. A presença desse exoesqueleto limita o crescimento dos artrópodos, fazendo com que esses animais sofram mudas periódicas ou ecdises. A muda consiste na eliminação do esqueleto velho e duro denominado exúvia e formação de outro novo, mole e maior. No TAMANHO início, o novo exoesqueleto permite que o animal cresça. Enquanto ele não endurece, o artrópodo fica relativamente desprotegido, procurando b refúgio em locais mais seguros. D AR TR ÓP OD O São animais triblásticos, esquizocelomados, protostômios, bilateralmente simétricos, enterozoários e segmentados. Os metâmeros que constituem o corpo são diferentes uns dos outros, de modo que esses animais apresentam segmentação heterônoma. O gráfico ao lado representa uma comparação do crescimento dos artrópodos e dos animais não artrópodos, sem esqueleto ou com esqueleto interno, como os vertebrados. B NÃ O a C A TEMPO Crescimento nos artrópodos No gráfico, os pontos A e B indicam a ecdise (perda do exoesqueleto). Os segmentos a e b indicam fases de grande crescimento enquanto não foi produzido ainda o novo esqueleto. Os segmentos C e D indicam fases de intermuda, sem aumento em tamanho. 7.2 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo O tubo digestivo é completo, com boca e ânus. A digestão é intracelular e extracelular. Existem espécies carnívoras, herbívoras e, em menor número, espécies parasitas. As peças bucais (mandíbula, maxilas, quelíceras, pedipalpos) estão adaptadas para mastigação, sucção, etc. Sistema Circulatório O sistema circulatório é do tipo aberto ou lacunar, semelhante ao dos moluscos. O sangue pode ou não conter o pigmento hemocianina. Trata-se de um pigmento azul que realiza o transporte de gases. Assim, o transporte de gases pelo sangue depende da presença da hemocianina. Sistema Respiratório A respiração efetua-se através de brânquias, traquéias e filotraquéias. Esses tipos de sistema respiratório serão estudados na classificação dos artrópodos. Sistema Excretor É representado por túbulos de Malpighi na maioria das espécies. Alguns representantes excretam por glândulas coxais e, outros, por glândulas verdes ou antenais. Esses tipos de sistema excretor serão estudados na classificação dos artrópodos. Sistema Nervoso É do tipo ganglionar ventral. A fusão de vários gânglios na cabeça ou no cefalotórax forma uma massa cerebróide, da qual partem dois cordões nervosos com um gânglio para cada segmento. Desses gânglios saem vários nervos periféricos para todas as partes do corpo. As estruturas sensoriais localizam-se nas antenas, pêlos, olhos, órgãos auditivos e estatocisto (órgão de equilíbrio). Sistema Reprodutor O sistema reprodutor apresenta gônadas. A maioria dos artrópodos são dióicos existindo alguns crustáceos monóicos insuficientes. A fecundação é geralmente interna e o desenvolvimento pode ser direto ou indireto, nesse caso com uma ou mais fases larvais. Em algumas espécies, é comum a partenogênese e a poliembrionia. 28 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 7.3 - Classificação dos Artrópodos Os artrópodos são estudados em cinco classes: Insecta, Crustacea, Arachnida, Diplopoda e Chilopoda. Crustacea (camarão) Insecta (gafanhoto) Arachnida (aranha) Diplopoda (piolho-de-cobra) Chilopoda (centopéia) Diversidade dos artrópodos INSETOS DIVISÃO DO CORPO Cabeça Tórax Abdome 3 pares (Hexápodos) 1 par (Díceros) Ausentes (Ápteros) 1 par (Dípteros) 2 pares (Tetrápteros) Traqueal Túbulos de Malpighi Pulga Mosca Barata CRUSTÁCEOS Cefalotórax Abdome ARACNÍDEOS Cefalotórax Abdome DIPLÓPODOS Cabeça Corpo alongado QUILÓPODOS Cabeça Corpo alongado NÚMERO DE PATAS NÚMERO DE ANTENAS 5 pares ou mais (Decápodos) 2 pares (Tetráceros) 4 pares (Octópodos) Ausentes (Áceros) 2 pares por segmento 1 par por segmento 1 par (Díceros) 1 par (Díceros) NÚMERO DE ASAS Ausentes (Ápteros) Ausentes (Ápteros) Ausentes (Ápteros) Ausentes (Ápteros) RESPIRAÇÃO EXCREÇÃO Branquial Glândulas verdes ou antenais Siri Lagosta Tatuzinho de jardim Filotraqueal Túbulos de Malpighi Glândulas coxais Aranha Escorpião Carrapato Traqueal Túbulos de Malpighi Traqueal Túbulos de Malpighi ALGUNS REPRESENTANTES Piolho de Cobra Lacraia Centopéia Biologia - M3 29 Tecnologia ITAPECURSOS 8 - FILO ECHINODERMATA (Equinodermas) Grego (echinos = espinho / derma = pele) 8.1 - Características Gerais Os equinodermas constituem um grupo de animais exclusivamente marinhos que apresentam a pele revestida por Artículos espinhos. Apresentam um endoesqueleto formado de placas móveis calcárias derivado do mesoderma. Na sua fase larval, os equinodermas possuem simetria bilateral, enquanto nos adultos a simetria é radial (pentarradial). São Músculo animais triblásticos, enterocelomados, deuterostômios, enterozoários e assegmentados. Placa Entre os equinodermas, não há espécies parasitas nem formas ESPINHO MÓVEL DE OURIÇO PEDICELÁRIA coloniais. São todos animais de vida livre que vivem tanto nas Peças do Esqueleto praias quanto em grandes profundidades. Apesar de a definição da palavra equinoderma ser “corpo coberto de espinhos”, algumas espécies não os apresentam, como os pepinos e lírios do mar. O endoesqueleto formado por placas calcárias pode apresentar, além dos espinhos, estruturas denominadas pedicelárias. Cada pedicelária é uma espécie de pequena pinça com dois ou três artículos móveis que fazem a limpeza da superficie do corpo e capturam alimentos. Como exemplos de equinodermas temos: estrelas-do-mar, serpentes-do-mar, ouriços-do-mar, pepinos-domar e lírios-do-mar. 8.2 - Reprodução Os equinodermas são animais dióicos sem dimorfismo sexual. A reprodução pode ser assexuada e sexuada. Assexuada - Tipo: Regeneração É muito acentuada entre as estrelas-do-mar. Sexuada - Tipo: Fecundação. A fecundação é externa e o desenvolvimento é indireto, existindo vários tipos de larvas que sempre apresentam simetria bilateral. As principais larvas são bipinária, braquiolária, auriculária e doliolária. 8.3 - Sistemas Orgânicos Sistema Digestivo O tubo digestivo é completo, com exceção dos ofiuróides (serpentes do mar) que não apresentam ânus quando adultos. Em torno da boca são observadas as pedicelárias, que capturam o alimento. Nos ouriços-domar observa-se uma estrutura no interior da boca formada por cinco dentes caIcários que trituram o alimento. Essa estrutura é denominada lanterna de Aristóteles. Os ouriços-do-mar raspam algas das rochas, enquanto as estrelas-do-mar são carnívoras e se alimentam muitas vezes de ostras vivas, atacadas pela abertura das valvas da concha. A digestão é intracelular e extracelular. Sistema Ambulacrário Também denominado sistema hidrovascular ou sistema vascular aquífero, relaciona-se com a locomoção, fixação, excreção e respiração do animal. Esse sistema é dotado de uma placa calcária porosa denominada Placa Madrepórica ou Madreporito localizada na superfície externa do corpo. É também constituído por canais (circular e radiais), ampolas com músculos e pequenos pés ambulacrários. Todo o conjunto oco contém internamente água do mar, que penetra no sistema através da placa madrepórica. Através dos canais, a água atinge os pés ambulacrários, que são dotados de paredes musculares e ampolas que acumulam líquido. As variações de pressão do líquido no sistema determinam a expansão ou retração dos pés, fato que culmina com o deslocamento do animal. Os pés ambulacrários são dotados de ventosas nas extremidades relacionadas à fixação do animal. 30 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Sistema Circulatório Placa madrepórica Canal pétreo Ampolas Não há um sistema circulatório típico, mas um conjunto de canais e lacunas, o Sistema Hemal, de disposição radial e não bem delimitado da cavidade celomática. Alguns autores falam em sistema circulatório aberto bem reduzido. Não há coração nem sangue. Sistema Respiratório É constituído por brânquias. Ocorre também respiração por difusão no sistema ambulacrário na medida em que ocorre circulação de água no sistema ambulacrário. Sistema Excretor É muito reduzido. Células denominadas amebócitos recolhem os excretas dos espaços intercelulares levando-os até o sistema ambulacrário. Os excretas atingem os pés ambulacrários. São eliminados por difusão. Sistema Nervoso Canal circular Pés ambulacrários Músculos em várias direções Canal radial Água Canal radial Ampola Pé ambulacrário Músculos longitudinais Sistema Ambulacrário É muito reduzido. Não há verdadeiros gânglios, e sim um anel nervoso ao redor da região bucal de onde saem nervos radiais. Sistema Reprodutor Apresenta gônadas. Todos os equinodermas são dióicos sem dimorfismo sexual. Não há órgãos copuladores e a fecundação é externa. Observação: Acredita-se que os equinodermas tenham sua origem filogenética na regressão de um tipo de animal mais evoluído e ativo, pois suas larvas apresentam simetria bilateral, enquanto os adultos são radialmente simétricos, apresentam hábitos sedentários e os sistemas nervoso, circulatório e excretor são muito reduzidos. Entretanto, a presença de endoesqueleto mesodérmico, deuterostomia, enteroceloma e semelhança larval com hemicordados e cordados sugerem que os equinodermas tenham se originando de um ancestral comum aos hemicordados e cordados. Deuterostômios Cord ados Protostômios Hemicordados Moluscos Artrópodes A n e lí deo E q u in o d e rm as N em at el m in to s (Asquelmintos) Platelmintos Celenterados Diblásticos Poríferos (Parazoários) Ancestrais Árvore evolutiva dos Metazoários Biologia - M3 31 Tecnologia ITAPECURSOS 9 - FILO HEMICHORDATA (Hemicordados) Grego (hemi = metade / khorde = corda) 9.1 - Características Gerais Os hemicordados são animais marinhos de aspecto vermiforme que vivem na zona das marés, no interior de galerias escavadas na areia. O representante típico é o Balanoglossus, que pode ter mais de um metro de comprimento. O termo hemicordado se deve à presença de uma estrutura de sustentação do corpo que foi por muitos anos confundida com uma notocorda vestigial. No corpo do Balanoglossus, reconhecemos nitidamente duas partes: uma probóscide ou tromba, com um colarinho na base e um tronco alongado. A tromba funciona como uma espécie de êmbolo na perfuração de fundas galerias na areia lamacenta das praias. O animal se nutre de partículas alimentares trazidas pela água, que acaba saindo pelas fendas branquiais. Os hemicordados apresentam fendas branquiais faringeanas, tubo nervoso dorsaI, mas não apresentam uma verdadeira notocorda, fato que não nos permite classificá-los como cordados. São animais triblásticos, enterocelomados, deuterostômios, assegmentados, enterozoários e bilateralmente simétricos. São animais dióicos com fecundação externa e desenvolvimento direto ou indireto, com presença de larva denominada tornária. Probóscide Região terminal Colarinho Região branquial Região genital Região hepática Balanoglossus 9.2 - Importância Evolutiva Os hemicordados apresentam considerável importância evolutiva por representarem um elo de transição entre equinodermas e cordados. Esse fato toma por base a deuterostomia, o endoesqueleto mesodérmico, o enteroceloma e a semelhança larval. Essas características são observadas nos três filos mencionados: equinodermas, hemicordados e cordados. 10 - FILO CHORDATA (Cordados) Grego (khorde = corda) 10.1 - Características Gerais Encontramos no Filo Chordata três características que são consideradas como as mais importantes e que estão presentes em todos os seus representantes, pelo menos em alguma fase de sua vida. São elas: 1 - Notocorda: Bastão gelatinoso localizado dorsalmente ao tubo digestivo. Funciona como primeira estrutura de sustentação do corpo de um cordado. 2 - Tubo nervoso dorsal: Formado a partir do ectoderma, este tubo originará o sistema nervoso do cordado. 3 - Fendas branquiais faringeanas: Aberturas formadas na faringe do embrião que podem servir para filtração de alimento (Anfioxo) ou para a respiração (Peixes). Nos vertebrados terrestres, essas fendas esboçam-se no embrião, porém nunca no animal adulto. Além das três características citadas anteriormente como sendo as mais importantes, os cordados são triblásticos, enterocelomados, deuterostômios, segmentados, bilateralmente simétricos, enterozoários, possuem um coração ventral e uma epiderme pluriestratificada (exceto os Protocordados). 10.2 - Origem A hipótese mais provável a respeito da origem dos Cordados é que eles vieram da mesma linha evolutiva da qual derivaram os hemicordados. Admite-se que larvas bipinárias de equinodermas asteróides originaram por pedogênese (*) larvas tornárias de hemicordados. Larvas de hemicordados, por sua vez, originaram larvas de urocordados que evoluíram para cefalocordados adultos. * (Pedogênese consiste no desenvolvimento de um óvulo sem fecundação na fase larval). 32 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 10.3 - Classificação GRUPO ACRANIA (Protocordados) SUB-FILO Urochordata ou Tunicata Cephalochordata Agnatha (sem mandíbula) SUPERCLASSE – – – CLASSE – – ¦ Ostracodermi Cyclostomata ¦ Placodermi Chondrichthyes Osteichthyes Amphibia Reptilia Avis Mammalia CRANIATA (Vertebrados) Gnathostomata (com mandíbula) Pisces Tetrapoda Observações: 1) Os ¦ Ostracodermi foram os primeiros animais vertebrados e viveram há cerca de 380 milhões de anos. As evidências indicam que esses animais habitaram a água doce, desaparecendo, mais tarde, em conseqüência do hábito parasita dos ciclóstomos. 2) Os ¦ Placodermi foram os primeiros peixes e viveram há cerca de 350 milhões de anos. As evidências indicam que esses peixes habitaram tanto as águas doces como os mares, já apresentando mandíbulas verdadeiras e nadadeiras pares. 10.3.1 - Grupo Acrania (Protocordados) Compreende animais invertebrados sem caixa craniana. São todos marinhos, estudados em dois subfilos: Urochordata ou Tunicata e Cephalochordata. A - Sub-Filo Urochordata ou Tunicata (Urocordados ou Tunicados) São animais marinhos de hábitos bentônicos (vivem no fundo) quando adultos. O corpo tem forma de um saco fixo ao fundo e a parede do corpo é denominada Túnica, constituída de uma substância denominada tunicina, que é um isômero da celulose. O termo urocordado significa notocorda na cauda. No entanto, observamos que a cauda é encontrada somente na fase larval, já que ela se perde juntamente com a notocorda na metamorfose. Assim, a sustentação é desempenhada pela notocorda apenas na fase larval, enquanto no adulto a sustentação é desempenhada pela TÚNICA, daí o termo ”tunicado”. Os representantes típicos são as Ascídias, que apresentam respiração branquial. A água penetra no corpo pelo sifão inalante e sai pelo sifão exalante, como podemos observar na figura. B - Sub-Filo Cephalochordata (Cefalocordados) São animais marinhos que possuem a notocorda ao longo de toda a região dorsal do corpo tanto na fase larval quanto no adulto. Apresentam o corpo achatado lateralmente e vivem parcialmente enterrados em areia de águas rasas. O único representante desse subfilo é o anfioxo, que não é um animal muito conhecido mas tem grande importância biológica, especialmente em estudos de embriologia comparada dos cordados. Filogeneticamente, ele pode ser interpretado como uma transição entre os protocordados e os vertebrados mais simples, os ciclóstomos. Biologia - M3 Fendas faringeanas Sifão inalante Gânglio nervoso Sifão exalante Túnica Intestino Ovário Estômago Testículo 33 Tecnologia ITAPECURSOS O anfioxo apresenta respiração branquial e as correntes de água são mantidas por batimento de cílios na faringe. São, portanto, animais filtradores. tubo neural notocorda boca faringe branquial ceco digestivo ânus atrióporo Anfioxo, em corte longitudinal 10.3.2 - Grupo Craniata Compreende os animais vertebrados com caixa craniana. CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS VERTEBRADOS Os animais vertebrados são classificados no filo Chordata e grupo Craniata. Possuem uma caixa craniana protegendo o encéfalo e apresentam as seguintes características gerais: • Esqueleto interno e articulado de constituição cartilaginosa ou óssea. Quando o esqueleto é cartilaginoso, a notocorda, formada no embrião, permanece no adulto. • Circulação fechada com coração ventral apresentando duas, três ou quatro cavidades. • Respiração branquial, pulmonar ou cutânea. • Tubo digestivo completo terminando em cloaca ou ânus. A cloaca é uma abertura comum aos sistemas digestivo, excretor e reprodutor, enquanto o ânus é uma abertura exclusiva do sistema digestivo. • Encéfalo com 10 ou 12 pares de nervos cranianos. • Excreção efetuada por rins que podem ser de três tipos: Rins Pronéfricos - Localizados na região anterior do corpo, são formados no embrião de todos os vertebrados. Recolhem os excretas diretamente do celoma. Rins Mesonéfricos - Localizados na região mediana do corpo, recolhem os excretas tanto do celoma quanto do sangue. Rins Metanéfricos - Localizados na região posterior do corpo, recolhem os excretas apenas do sangue. • Pecilotérmicos ou homeotérmicos. Animais pecilotérmicos são aqueles cuja temperatura do corpo varia em função da temperatura ambiental, já que não apresentam um mecanismo termorregulador. Animais homeotérmicos são aqueles cuja temperatura corporal é constante devido à presença de um mecanismo termorregulador. Enquanto os pecilotérmicos são caracterizados como animais de sangue frio, os homeotérmicos são animais de sangue quente. CICLÓSTOMOS São animais de corpo alongado possuidores de uma boca circular sem mandíbula , com dentes e ventosa sugadora de sangue. Não possuem mandíbula e são considerados parasitas. Estão representados pelas lampreias e peixes-bruxa (feiticeiras). Possuem esqueleto cartilaginoso, respiração branquial, coração bicavitário e hemácias nucleadas. A circulação é simples, já que pelo coração só passa sangue venoso, e completa, já que não ocorre mistura entre sangue venoso e arterial. Na maioria das espécies, os rins são mesonéfricos. O sistema nervoso apresenta 10 pares de nervos cranianos. Abaixo da epiderme formam-se duas estruturas que se comunicam com o meio externo, denominadas linhas laterais. Tais estruturas estão em contato com neurorreceptores que permitem ao animal perceber as mínimas variações de correnteza e pressão na água. São pecilotérmicos, dióicos e apresentam fecundação externa, o que os caracteriza como animais ovulíparos. O desenvolvimento é indireto, já que existe uma fase larval e o único anexo embrionário formado é o saco vitelínico. Vivem no mar, mas na época da reprodução atingem os rios. 34 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS PEIXES São vertebrados aquáticos pecilotérmicos, possuidores de coração bicavitário, hemácias nucleadas e respiração branquial. A circulação é simples e completa. Os rins são mesonéfricos e o sistema nervoso apresenta 10 pares de nervos cranianos. Já apresentam mandíbula, possuindo assim uma boca articulada. Possuem linha lateral com função sensorial. São dióicos e o único anexo embrionário formado é o saco vitelínico. O grupo de peixes é considerado uma superclasse, constituída por duas classe: Condrictes e Osteictes. A - Condrictes (Peixes cartilaginosos) boca fendas branquiais Lampreia Peixe Bruxa (feiticeira) nadadeira nadadeira fendas branquiais tentáculos Apresentam esqueleto cartilaginoso e pele revestida por escamas placóides de origem epidérmica. A boca é ventral e a nadadeira caudal é do tipo heterocerca com o ramo dorsal mais desenvolvido. As fendas branquiais comunicam-se diretamente com a superfície do corpo, já que não existe uma estrutura protetora denominada opérculo, presente nos peixes ósseos. O principal excreta eliminado por esses animais é a uréia. No intestino desses animais está presente uma prega denominada válvula espiral que aumenta a superfície de absorção dos produtos da digestão. O tubo digestivo termina em cloaca e a fecundação é interna. São animais dióicos e a maioria das espécies são ovovivíparas, isto é, fecundação e desenvolvimento são internos, sem a presença da placenta. A nutrição do embrião ocorre através das reservas de vitelo do próprio ovo. Seus representantes são tubarões, cações, arraias e quimeras. (EM CORTE) Escama placóide Epiderme (VISTA DE CIMA) Dentículo Nadadeira caudal heterocerca VÁLVULA ESPIRAL Fendas branquiais Entrada e saída de água no corpo de um condricte. intestino Intestino com válvula espiral ou tiflossole. Diversidade dos condrictes Biologia - M3 35 Tecnologia ITAPECURSOS B - Osteictes (Peixes ósseos) Apresentam esqueleto ósseo e pele revestida por escamas ciclóides e ctenóides, ambas de origem dérmica. A boca é frontal e a nadadeira caudal pode ser de dois tipos: homocerca e dificerca. A primeira apresenta ramos iguais e a segunda não apresenta bifurcação As fendas branquiais estão protegidas por placas ósseas denominadas opérculos. O principal excreta eliminado por esses animais é a amônia. Possuem uma estrutura denominada bexiga natatória que apresenta, em seu interior, gases retirados do sangue. Variando a quantidade de gases na bexiga, o peixe modifica sua densidade adaptando-se assim a diferentes profundidades. Nos peixes dipnóicos ou “pulmonados”, a bexiga natatória exerce função de pulmão, permitindo a respiração do animal em meio aéreo. Quando há diminuição no nível dos rios, os peixes dipnóicos se enterram no lodo e passam a retirar o oxigênio diretamente do ar atmosférico. O único gênero de peixe dipnóico encontrado no Brasil é o Lepidosiren (pirambóia). O tubo digestivo termina em ânus, são animais dióicos e a fecundação é externa na maioria das espécies, o que os caracteriza como animais ovulíparos. Há algumas espécies ovíparas e outras ovovivíparas. Nas espécies ovíparas, a fecundação é interna e o desenvolvimento é externo, enquanto nas ovovivíparas, fecundação e desenvolvimento são internos sem a presença da placenta. Os osteictes representam a maioria dos peixes, como lambari, baiacu, salmão, bacalhau, cavalo-marinho, dourado, sardinha e outros. dentículos HOMOCERCA ciclóide DIFICERCA ctenóide Escamas ciclóide e ctenóide Nadadeira caudal homocerca e dificerca. Os Crossopterígios (grego - krossos = franja / pterix = nadadeira) são osteictes “pulmonados” importantes evolutivamente por representarem a fonte dos tetrápodos terrestres, originando os Labirintodontes (primeiros anfíbios). A única espécie de crossopterígio vivente é encontrada nas costas da África do Sul adaptada à vida marinha (Latimeria chalumnae). Diversidade dos osteictes 36 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS ANFÍBIOS Também denominados batráquios, são vertebrados pecilotérmicos que iniciaram a conquista do ambiente terrestre. Não conquistaram definitivamente esse ambiente porque não possuem adaptações suficientes que lhes permitam sobreviver sem a água. Sua pele deve estar sempre úmida e vascularizada para favorecer a respiração cutânea e seus ovos sem casca não apresentam proteção e ressecam com facilidade, daí a necessidade do ambiente aquático. A adaptação à vida terrestre é produto de várias modificações em relação aos peixes. Surgiram patas que substituíram as nadadeiras, pulmões no lugar de brânquias e narinas que se comunicam com a cavidade bucal favorecendo a respiração aérea. A pele é úmida devido a inúmeras glândulas mucosas existentes. O esqueleto é ósseo e o tubo digestivo termina em cloaca. O coração é bicavitário nas larvas (girinos) que apresentam respiração branquial. Os adultos possuem coração tricavitário com respiração pulmonar e cutânea. As hemácias são nucleadas e a circulação nos adultos é dupla, já que pelo coração passam dois tipos de sangue (venoso e arterial) e incompleta, já que ocorre mistura entre esses dois tipos de sangue. Essa mistura ocorre no único ventrículo presente no coração. Os rins são mesonéfricos e a uréia é o principal produto nitrogenado excretado. O encéfalo apresenta 10 pares de nervos cranianos e o crânio se articula com a coluna vertebral por meio de dois côndilos occipitais. São animais dióicos, sendo que a maioria das espécies são ovulíparas (fecundação externa) com desenvolvimento indireto. O único anexo embrionário formado é o saco vitelino. Em algumas salamandras, ocorre fecundação na fase larval formando novas larvas, processo esse denominado neotenia. Os anfíbios são classificados em três ordens: ANUROS Não possuem cauda e possuem quatro patas adaptadas ao salto. Sapo, rã, perereca URODELOS Possuem cauda e quatro patas adaptadas a andar e correr. Salamandra, tritão ÁPODOS Não possuem patas e apresentam corpo vermiforme. cobra-cega (cecília) RÃ COBRA-CEGA TRITÃO Representantes dos anfíbios Biologia - M3 37 Tecnologia ITAPECURSOS Os sapos são considerados animais venenosos, mas não são peçonhentos. Isso é justificado pela presença de duas glândulas de veneno denominadas glândulas paratóides, que só liberam o veneno se pressionadas. Assim, o animal não possui capacidade de inocular o veneno em suas vítimas. Sapo Glândula paratóide GIRINOS JOVEM ADULTO OVOS Metamorfose de um anuro 38 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS RÉPTEIS São vertebrados pecilotérmicos que conquistaram definitivamente o ambiente terrestre. A presença de um ovo com casca e amniota, pele adaptada ao ar atmosférico, fecundação interna e patas adaptadas a uma locomoção mais rápida foram algumas aquisições adaptativas ao ambiente terrestre. O esqueleto é ósseo e a pele revestida por escamas, placas córneas ou carapaça. O tubo digestivo termina em cloaca e o coração é tricavitário, com um septo dividindo parcialmente o ventrículo. É importante ressaltar que nos répteis crocodilianos o coração é tetracavitário. As hemácias são nucleadas e a circulação é dupla e incompleta, porém devido à presença do septo incompleto no ventrículo do coração ocorre menor mistura entre sangue venoso e arteriaI nessa cavidade cardíaca. Nos crocodiIianos, a mistura de sangue ocorre numa estrutura denominada Forame de Panizza que representa a comunicação da artéria aorta com a artéria pulmonar fora do coração. A respiração é pulmonar e os rins são metanéfricos, sendo o ácido úrico o principal produto nitrogenado excretado. O encéfalo apresenta 12 pares de nervos cranianos e o crânio se articula com a coluna vertebral por meio de um côndilo occipital, o que permite uma movimentação mais ampla da cabeça. São animais dióicos, sendo que a maioria das espécies são ovíparas. As cobras peçonhentas são ovovivíparas. O desenvolvimento é direto e os anexos embrionários presentes são: saco vitelínico, âmnion, córion e alantóide. Os répteis são classificados em quatro ordens: A - Squamata (Escamados) - Apresentam escamas ou placas epidérmicas córneas na pele. Essa ordem é dividida em duas subordens: * Subordem Lacertilia - Compreende os lagartos, lagartixas, cobras-de-vidro e cobras de duas cabeças. * Subordem Ophidia - compreende as serpentes (cobras). B - Crocodilia (crocodilianos) - Apresentam o corpo alongado com quatro patas terminadas em garras. A cauda é longa e pesada e a mandíbula apresenta poderosos dentes. Compreende os jacarés e crocodilos. C - Chelonia (Quelônios) - Apresentam o corpo protegido por uma carapaça óssea dorsal arredondada e uma placa ventral plana (plastrão). Compreende as tartarugas, jabutis e cágados. D - Rhynchocephalia (Rincocéfalos) - Essa ordem é reduzida a uma única espécie presente na Nova Zelândia. O representante é denominado Tuatara (Sphenodon). Lacertílio Crocodiliano Tuatara Diversidade dos répteis Ofídio Quelônio OS OFÍDIOS Esse grupo deve ser estudado separadamente por incluir espécies peçonhentas, ou seja, animais que produzem e inoculam veneno em suas vítimas. COBRAS PEÇONHENTAS - Cabeça triangular e bem destacada do corpo. - Cabeça recoberta por pequenas escamas. - Olhos com pupila vertical. - Com fosseta loreal (fosseta lacrimal) que apresenta função termosensorial. - Cauda curta com afilamento brusco. - Lentas, de hábitos noturnos. - Quando molestadas, armam o bote. - Ovovivíparas. - cascavel, coral, urutu, jararaca, surucucu COBRAS NÃO-PEÇONHENTAS - Cabeça quase cilíndrica e mal destacada do corpo. - Cabeça recoberta por placas córneas grandes. - Olhos com pupila circular. - Sem fosseta loreal (fosseta lacrimal). - Cauda longa com afilamento progressivo. - Rápidas, de hábitos diurnos. - Quando molestadas, fogem. - Ovíparas. - jibóia, sucuri. Biologia - M3 39 Tecnologia ITAPECURSOS Escamas pequenas Placas grandes fosseta loreal Pupila vertical Cauda curta Pupila circular Cauda longa Características de cobras peçonhentas Características de cobras não-peçonhentas CONDUTA GERAL DE URGÊNCIA 1) Capturar, se possível, o animal causador do acidente para sua identificação. Permite a administração do soro especifico. 2) Quando o atendimento for feito nos primeiros trinta minutos do acidente, deve-se extrair o máximo do veneno inoculado, fazendo sangrar o local da picada. 3) Executar sucção da picada. Ao contrário do que se diz, lesões na boca não comprometerão o operador do processo. 4) Desaconselha-se o tradicional torniquete, exceto em picada de coral ou cascavel. Ainda assim, deve-se saber usá-lo muito bem, para que seja evitada gangrena e perda do membro. Dados do Hospital Vital Brasil provam que na maioria dos casos o torniquete agravou a situação do paciente. 5) Remover o acidentado urgentemente para o local mais próximo que disponha de recursos para fazer o tratamento pela soroterapia específica. 6) Durante estas fases, o acidentado deve ser tranqüilizado e mantido em repouso. Não deve locomover-se pelos próprios meios, especialmente quando picado no membro inferior. TRATAMENTO PELO SORO A soroterapia específica é o único tratamento eficaz para acidentes provocados por animais peçonhentos. 1) Soro anti-botrópico - Neutraliza o veneno das serpentes do gênero Bothrops (jararaca e urutu). 2) Soro anti-crotálico - Neutraliza o veneno das serpentes do gênero Crotalus (cascavel). 3) Soro anti-elapídico - Neutraliza o veneno das serpentes do gênero Micrurus (coral - família Elapidae) 4) Soro anti-laquésico - Neutraliza o veneno das serpentes do gênero Lachesis (surucucu). 5) Soro antiofídico polivalente - Usa-se quando não for possível identificar a cobra. Não é eficaz para cobras do gênero Micrurus. AVES São vertebrados homeotérmicos de esqueleto ósseo e corpo coberto de penas que exercem função protetora, isolante térmico e são importantes para o vôo. O tubo digestivo inicia-se com um bico córneo com formato variado e adaptado aos mais diferentes tipos de alimentação. O bico se comunica com a faringe e essa com o esôfago, que sofre uma dilatação denominada papo, onde o alimento é armazenado e amolecido. O estômago apresenta duas partes: proventrículo com função de realizar a digestão química e a moela que realiza a digestão mecânica. O tubo digestivo continua com o intestino, que termina em cloaca. O coração é tetracavitário e a artéria aorta está voltada para o lado direito. As hemácias são nucleadas como nos demais vertebrados estudados até aqui. A circulação é dupla, já que pelo coração passam dois tipos de sangue (venoso e arterial) e completa já que não ocorre mistura entre esses dois tipos de sangue. A respiração é pulmonar e os pulmões emitem sacos aéreos, que são expansões membranosas que ocupam espaços entre as vísceras e no interior dos ossos pneumáticos (ocos e leves). Como esses sacos se enchem de ar, diminuem o peso específico do animal, representando uma adaptação ao vôo. Na base da traquéia encontra-se o órgão fonador das aves denominado siringe. Os rins são metanéfricos, sendo o ácido úrico o principal produto nitrogenado excretado. O encéfalo apresenta 12 pares de nervos cranianos e o crânio se articula com a coluna vertebral por meio de um côndilo occipital. 40 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Na base da cauda, a maioria das aves apresenta a glândula uropigeana, que produz uma substância oleosa que impermeabiliza e lubrifica as penas. A pele é delicada, seca e sem glândulas, com exceção da uropigeana. São animais dióicos que realizam fecundação interna e desenvolvimento externo, sendo, assim, ovíparos. Apresentam cuidados especiais com a prole e os anexos embrionários são os mesmos dos répteis, ou seja, saco vitelínico, âmnion, córion e alantóide. ADAPTAÇÃO AO VÔO • Ossos pneumáticos • Asas • Sacos aéreos • Visão desenvolvida • Ausência de bexiga urinária • Cerebelo desenvolvido, responsável pelo equilíbrio do corpo. • Osso esterno com quilha, onde ocorre a implantação da musculatura do vôo. Traquéia pulmões sacos aéreos Siringe pequenos peitorais grandes peitorais quilha do esterno Localização da Siringe osso pneumático Algumas das adaptações ao vôo das aves. língua faringe esôfago artéria aorta átrios ventrículos papo proventrículo fígado ceco cloaca intestino pâncreas Coração de uma ave Tubo digestivo de uma ave MAMÍFEROS Assim como as aves, são vertebrados homeotérmicos descendentes dos répteis. Apresentam glândulas mamárias, justificando o nome da classe. Além dessas glândulas, possuem glândulas sudoríparas e sebáceas. O corpo é coberto de pêlos e a epiderme da pele é queratinizada. O tubo digestivo inicia-se com a boca e termina em ânus (na maioria das espécies). O coração é tetracavitário e a artéria aorta está voltada para o lado esquerdo. As hemácias são anucleadas, com exceção dos camelídeos que as apresentam nucleadas A circulação é dupla e completa. A respiração é pulmonar, com pulmões alveolares, músculo diafragma e cordas vocais na laringe. Os rins são metanéfricos, sendo a uréia o principal produto nitrogenado excretado. O encéfalo apresenta 12 pares de nervos cranianos e o crânio se articula com a coluna vertebral por meio de dois côndilos occipitais. São animais dióicos e apresentam fecundação interna. A maioria dos mamíferos são vivíparos, isto é, fecundação e desenvolvimento são internos, com presença da placenta, importante na nutrição do feto. Os anexos embrionários presentes são saco vitelínico, âmnion, córion, alantóide e placenta. Algumas espécies são ovíparas e não apresentam a placenta, como ornitorrinco e équidna. Biologia - M3 41 Tecnologia ITAPECURSOS Classificação dos Mamíferos Os mamíferos se dividem em três sub-classes: Prototheria, Metatheria e Eutheria A - Sub-classe Prototheria (Prototérios) Não possuem placenta nem útero. Apresentam cloaca e são ovíparos. Não ocorrem no Brasil e são estudados em uma única ordem: Monotremata. Os exemplos dessa ordem são Ornitorrinco e Équidna, restritos ao Continente Australiano. B - Sub-classe Metatheria (Metatérios) Apresentam placenta rudimentar e útero duplo. São estudados na ordem MARSUPIALIA, cuja principaI característica é uma bolsa ventral denominada marsúpio, onde os filhotes completam o seu desenvolvimento. Os filhotes nascem pouco desenvolvidos e necessitam completar esse desenvolvimento recebendo proteção materna. Por isso, os filhotes se instalam no marsúpio onde se alimentam. (As glândulas mamárias se encontram nesse local). Os exemplares dessa ordem estão presentes, em sua maioria, na Austrália, como cangurus e coalas; no Brasil, os mais comuns são os gambás. C - Sub-classe Eutheria (Eutérios) Apresentam placenta verdadeira e, assim, o filhote se desenvolve completamente no interior do útero materno. Essa sub-classe contém a maioria das espécies de mamíferos. As principais ordens são: 1. Insetívoros - são animais de pequeno porte, muito primitivos. Exemplo: Toupeira 2. Quirópteros - são os únicos mamíferos voadores com os membros anteriores transformados em asas. Podem ser insetívoros, frugívoros ou hematófagos. Exemplo: Morcego 3. Cetáceos - São aquáticos de grande porte. Os membros anteriores se transformaram em nadadeiras e os posteriores estão ausentes. Exemplos: baleia, cachalote, golfinho e boto. 4. Sirênios - São aquáticos. Os membros anteriores e posteriores estão adaptados para a natação. Exemplo: Peixe-boi. 5. Carnívoros - Apresentam os dentes caninos bem desenvolvidos e dentes carnaciais (molares modificados). Exemplos: cão, gato, leão, onça, urso, tigre, hiena, raposa, lobo, ariranha, foca, leão-marinho e elefante marinho. 6. Proboscídeos - Possuem tromba formada pelo lábio superior fundido às narinas. Exemplo: elefantes. intestino Âmnion Córion Alantóide Cavidade amniótica Córion 7. Roedores - Possuem 2 dentes incisivos superiores com crescimento contínuo. É a ordem mais numerosa dos mamíferos. Exemplos: capivara, rato, camundongo, paca, cutia, preá, castor, esquilo. 8. Lagomorfos - Possuem 4 dentes incisivos superiores desenvolvidos. Exemplos: coelho e lebre. 9. Desdentados - Não possuem dentes ou possuem dentes sem esmalte. Exemplos: tatu, tamanduá e preguiça. 10. Perissodáctilos - Possuem número ímpar de dedos com casco. Exemplos: cavalo, zebra, anta e rinoceronte. 11. Artiodáctilos - possuem número par de dedos com casco. Exemplos: boi, girafa, camelo, veado, bode, porco, hipopótamo, carneiro e javali. 12. Primatas - Apresentam cérebro desenvolvido, cinco dedos nas mãos e pés e dedo polegar muitas vezes oponível. Os olhos são geralmente dirigidos para a frente. Exemplos: macaco e homem. Âmnio Saco vitelino Vitelo Vilosidades Anexos embrionários de répteis e aves. Vilosidades placentárias Anexos embrionários de mamíferos 42 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS CIRCULAÇÃO SIMPLES Aorta Ciclóstomos e peixes Ventrículo Cone arterial Átrio Seio venoso Rede capilar corporal Rede capilar branquial CIRCULAÇÃO DUPLA INCOMPLETA Aorta Rede capilar corporal ANFÍBIOS Veia pulmonar Artéria pulmonar Veia cava Rede capilar pulmonar CIRCULAÇÃO DUPLA INCOMPLETA Arco aórtico esquerdo Rede capilar corporal Veia pulmonar RÉPTEIS Artéria pumonar Rede capilar pulmonar Arco aórtico direito Veia cava CIRCULAÇÃO DUPLA COMPLETA Aorta AVES E MAMÍFEROS Veia cava Rede capilar pulmonar AD = Átrio direito AE = Átrio esquerdo Circulação nos vertebrados VD = Ventrículo direito Rede capilar corporal VE = Ventrículo esquerdo Pulmões Corpo Brânquias Corpo Coração Coração Pequena circulação Circulação simples Grande circulação Circulação dupla Biologia - M3 43 Tecnologia ITAPECURSOS ORIGEM DA VIDA INTRODUÇÃO Desde a antigüidade, o homem se preocupa em desvendar a forma como surgiu a vida em nosso planeta. Diversas teorias se apresentaram na tentativa de explicar a origem dos seres vivos. Segundo o fixismo, a vida teria surgido por ato divino, enquanto a abiogênese ou geração espontânea afirma que os seres vivos podiam originar-se da matéria bruta de forma espontânea. Atualmente, acredita-se que processos físicos e químicos atuando nas condições da Terra primitiva permitiram a formação de sistemas químicos capazes de se reproduzir, constituindo, a partir daí, os primeiros seres vivos. 1- ABIOGÊNESE E BIOGÊNESE O grande divulgador da abiogênese ou geração espontânea foi Aristóteles, há mais de 2.000 anos. Segundo a abiogênese, o lixo gerava moscas à medida em que se observava a presença de larvas desses insetos no lixo em decomposição. No século XVII, o médico belga Van Helmont elaborou uma receita para obter ratos por geração espontânea a partir do trigo. Segundo ele, grãos de trigo colocados em uma camisa suja de suor abandonada em um local pouco iluminado originariam ratos em três semanas. Segundo a geração espontânea, a matéria bruta deveria apresentar um “princípio ativo”, isto é, uma força capaz de levar à formação da vida. Na receita de Van Helmont, o “princípio ativo” estaria presente no suor humano. 1.1- O Experimento de Redi Durante muitos anos, vários experimentos foram feitos para tentar derrubar a idéia da geração espontânea. Em meados do século XVII, o biólogo e médico italiano Francesco Redi colocou pedaços de carne no interior de alguns frascos, deixando determinados frascos abertos e fechando outros com uma gaze. Nos frascos abertos, apareciam larvas de moscas, o que não acontecia nos frascos cobertos pela gaze. Redi afirmava, a partir do seu experimento, que as moscas não são geradas espontaneamente pela carne e sim por ovos depositados por outras moscas que só penetravam nos frascos abertos. tampa Frascos fechados onde as moscas não têm acesso ao material orgânico: ausência de larvas matéria orgânica em putrefação mosca Frascos abertos onde as moscas têm acesso ao material orgânico: presença de larvas Experimento de Redi Os resultados dos experimentos de Redi fortaleceram a biogênese, isto é, a teoria que admite a origem de um ser vivo somente a partir de outro ser vivo. 44 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 1.2- Os Experimentos de Needham e Spallanzani No século XVIII, o biólogo inglês John Needham colocou sucos nutritivos, como caldo de galinha e sucos vegetais, em tubos de ensaio que foram aquecidos e, a seguir, fechados para impedir a entrada do ar. Alguns dias depois, Needham constatou que os sucos nutritivos continham microorganismos, fazendo vir novamente à tona a idéia da abiogênese. Alguns anos mais tarde, o padre italiano Lázzaro Spallanzani refez as experiências de Needham. No entanto, Spallanzani ferveu os sucos nutritivos contidos em tubos de ensaio, que foram posteriormente fechados. Analisando o conteúdo dos tubos, Spallanzani constatou, mesmo depois de vários dias, que os sucos nutritivos não apresentavam nenhuma forma de vida, descartando, assim, a idéia da abiogênese. Segundo Spallanzani, Needham não aqueceu suficientemente os tubos, permitindo a sobrevivência de alguns microorganismos que se reproduziram assim que os sucos nutritivos esfriaram. No entanto, Needham criticou Spallanzani afirmando que a fervura teria destruído o princípio ativo, isto é, a força capaz de gerar vida. A teoria da abiogênese ainda não havia sido derrubada. 1.3- Os Experimentos de Pasteur Somente em meados do século XIX, o cientista francês Louis Pasteur elaborou de forma conclusiva experimentos que inviabilizaram a geração espontânea. Pasteur realizou uma série de experimentos, entre os quais o experimento do frasco com “pescoço de cisne”. Através do trabalho, foi demonstrado que uma solução nutritiva, previamente esterilizada, mantém-se estéril indefinidamente mesmo na presença de ar, desde que a entrada de germes seja impedida. Observe o esquema abaixo que ilustra esse experimento de Pasteur. vapor pescoço de cisne Líquido nutritivo 3 1 2 o líquido permanece estéril aspiração de ar o pescoço do tubo é quebrado as gotas de água, no pescoço do tubo, retêm a poeira contendo micróbios. 4 5 os micróbios aparecem no líquido nutritivo Esquema do experimento de Pasteur sobre geração espontânea. Um líquido nutritivo (água, levedura de cerveja, suco de beterraba) é colocado em um balão de pescoço longo (1). O pescoço do balão é estirado, após aquecimento, para formar um tubo fino e curvo, tipo “pescoço de cisne” (2). O líquido é fervido; esta operação mata todos os microorganismos presentes no Iíquido (3). Ao resfriar-se, o tubo aspira ar. A poeira contendo os micróbios é retirada do ar pelas gotas de água na extremidade do tubo. O balão permanece estéril durante muito tempo (4). Se o pescoço do tubo é quebrado, o líquido nutritivo é rapidamente invadido por germes (5). (Segundo Amabis e Martho). 2- HIPÓTESES SOBRE A ORIGEM DA VIDA Na tentativa de explicar a origem dos primeiros seres vivos, surgiram várias hipóteses, sendo mais importantes as seguintes: 2.1- Hipótese Autotrófica Segundo essa hipótese, os primeiros seres vivos que surgiram no planeta Terra foram autótrofos, isto é, capazes de produzir seu próprio alimento. A hipótese autotrófica não é bem aceita atualmente, já que as Biologia - M3 45 Tecnologia ITAPECURSOS reações químicas de síntese de alimentos são muito complexas, exigindo dos organismos em questão um equipamento enzimático sofisticado, contrariando a teoria da evolução. Segundo a teoria evolucionista, as primeiras formas de vida teriam sido extremamente simples e, ao longo do tempo, originaram a grande diversidade de organismos presentes no nosso planeta. 2.2 - Hipótese Heterotrófica Segundo essa hipótese, os primeiros seres vivos que surgiram no planeta Terra foram heterótrofos, isto é, incapazes de produzir seu próprio alimento. É a hipótese mais aceita atualmente e supõe que os primeiros seres vivos eram extremamente simples. Tais organismos teriam sido originados na Terra primitiva a partir da lenta evolução química de substâncias inorgânicas durante milhões de anos, formando substâncias orgânicas. Acredita-se que a atmosfera da Terra primitiva era constituída por metano (CH4), amônia (NH3), vapor de água (H2O) e hidrogênio (H2). Tais substâncias teriam se originado de rochas fundidas quando a superfície do planeta ainda não se encontrava solidificada e das atividades vulcânicas. Sob ação das condições reinantes na atmosfera primitiva, tais substâncias teriam sofrido combinações químicas, formando moléculas cada vez mais complexas. Essa hipótese foi proposta pelo bioquímico russo Oparin no início do século XX. 3- AS IDÉIAS DE OPARIN As idéias propostas por Oparin baseiam-se, principalmente, na composição da atmosfera primitiva nas prováveis condições existentes. Altas temperaturas, descargas elétricas constantes e radiação ultravioleta teriam agido sobre as substâncias existentes na atmosfera primitiva (CH4, NH3, H2O e H2) quebrando algumas ligações químicas e permitindo novas combinações atômicas. Dessa forma, substâncias orgânicas, como aminoácidos, foram formadas na atmosfera primitiva. Esses aminoácidos foram arrastados pelas chuvas para a crosta terrestre, formando proteínas que foram levadas para os oceanos primitivos. Na água, ocorreu a formação de COACERVADOS, isto é, aglomerados de proteínas envolvidos por uma película limitante. Nos oceanos primitivos, os coacervados reagiam com outras substâncias, formando substâncias ainda mais complexas que constituíam uma verdadeira sopa nutritiva. A complexidade molecular dos coacervados foi aumentando até que surgiu a capacidade de duplicação. Com isso, o primeiro ser vivo teria sido originado. ATMOSFERA PRIMITIVA gases: CH4 - NH3 - H2O - H2 - ALTAS TEMPERATURAS Condições especiais - DESCARGAS ELÉTRICAS CONSTANTES - RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA AMINOÁCIDOS PROTEÍNAS NOS OCEANOS PRIMITIVOS COACERVADOS NOS OCEANOS PRIMITIVOS COACERVADOS COMPLEXOS COM CAPACIDADE DE DUPLICAÇÃO PRIMEIRO SER VIVO → → → → → 46 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 4- EXPERIMENTO DE MILLER Em 1954, o cientista norte-americano Stanley Miller testou em laboratório a viabilidade da hipótese de Oparin. Miller construiu um aparelho onde reuniu metano, amônia, vapor d’água e hidrogênio, fazendo circular tais substâncias. A mistura foi aquecida e submetida a descargas elétricas simulando as condições presentes na atmosfera primitiva. Ao final do experimento, a água analisada continha alguns aminoácidos e outras substâncias orgânicas. Assim, percebemos que o experimento de Miller reforçou as idéias de Oparin. fios elétricos 2 3 descarga elétrica gases da atmosfera primitiva: metano, amônia, hidrogênio e vapor de água vapor de água saída de água 4 refrigeração entrada de água água fervendo 1 os compostos orgânicos acumulam-se aqui 5 tubo em U Miller introduziu, em seu aparelho, metano, amônia, hidrogênio e vapor de água. O vapor de água era produzido pela fervura da água do balão (1). Pelo aquecimento, os gases são forçados a circular no sentido das setas (atmosfera primitiva) (2). A mistura passa no interior de um grande balão onde ocorrem descargas elétricas de cerca de 60.000 volts. Estas descargas simulam os raios. O vapor de água é, em seguida, resfriado e condensado (4). Isto simula a condensação do vapor de água nas camadas superiores da atmosfera e as chuvas. Os compostos formados neste sistema depositam-se na parte do tubo em forma de U (5), que simula os mares primitivos. (Segundo Amabis e Martho). 5- EXPERIMENTO DE FOX Em 1957, o cientista norte-americano Sidney Fox aqueceu uma mistura de aminoácidos e observou a formação de moléculas muito semelhantes a proteínas, reforçando as idéias propostas por Oparin. Os aminoácidos trazidos pelas chuvas ao entrarem em contato com as rochas ainda quentes da superfície terrestre teriam formado moléculas de proteínas que foram arrastadas aos oceanos primitivos pelas chuvas. 6- EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS ENERGÉTICOS DOS SERES VIVOS Como vimos anteriormente, os primeiros seres vivos foram provavelmente heterótrofos. A ausência de O2 na atmosfera primitiva fez com que processos anaeróbios, como a fermentação, fossem os únicos possíveis para obtenção de energia. Através da fermentação, ocorre liberação de CO2 para a atmosfera, propiciando, a partir da evolução, o surgimento dos seres autótrofos fotossintetizantes. Com o surgimento dos organismos fotossintetizantes, ocorre liberação de O2 para a atmosfera propiciando, também a partir da evolução, o surgimento de seres que obtinham energia através da respiração aeróbia. Assim, a seqüência de fenômenos bioquímicos surgidos na Terra é: FERMENTAÇÃO → FOTOSSÍNTESE → RESPIRAÇÃO AERÓBIA Biologia - M3 47 Tecnologia ITAPECURSOS EVOLUÇÃO INTRODUÇÃO Até o século XVIII, havia a consolidação da idéia que todos os seres vivos presentes no planeta Terra foram produto de criação divina e que as espécies não passavam por nenhum processo de transformação. Essa teoria que afirma que as espécies são fixas e imutáveis recebe o nome de Fixismo. A partir do século XVIII, uma nova idéia foi lançada, afirmando que as espécies se transformavam gradualmente ao longo do tempo e originavam novas espécies. Essa teoria que afirma que as espécies são mutáveis recebe o nome de transformismo e é a base da evolução. A teoria da evolução afirma que a linha evolutiva se desenvolve no sentido de tornar as espécies cada vez mais adaptadas ao ambiente em que vivem. 1- TEORIAS EVOLUCIONISTAS À medida em que a idéia da evolução ganhava novos adeptos, surgiam teorias para explicar os mecanismos através dos quais ela ocorria. As principais teorias evolucionistas são: 1.1- Lamarquismo O biólogo francês Jean Baptiste Lamarck (1744-1829) foi o primeiro cientista a propor uma teoria sistemática para a evolução. Segundo Lamarck, as modificações ambientais desencadeariam em uma espécie a necessidade de se modificar de modo a promover a sua adaptação às novas condições ambientais. A adaptação pode ser definida como sendo o conjunto de características de uma espécie que contribuem para a sua sobrevivência e reprodução em determinado ambiente. O conceito de adaptação está intimamente relacionado ao tipo de ambiente que determinada espécie explora. Para Lamarck, a evolução estaria baseada em duas leis fundamentais: • LEI DO USO E DESUSO - órgãos muito usados iriam hipertrofiar, enquanto órgãos pouco usados iriam atrofiar. • LEI DA TRANSMISSÃO DOS CARACTERES ADQUIRIDOS - As características adquiridas pelo uso ou perdidas pelo desuso seriam transmitidas aos descendentes. A teoria de Lamarck não é mais aceita atualmente por dois motivos: somente os órgãos de natureza muscular podem sofrer hipertrofia ou atrofia como resposta ao uso e desuso freqüentes e as características adquiridas pelo uso ou perdidas pelo desuso não podem ser transmitidas aos descendentes. Somente uma modificação nos gens presentes nos gametas poderá ser transmitida às gerações seguintes. Segundo Lamarck, a girafa atual, com pescoço comprido, seria resultado do esforço de um ancestral da girafa que apresentava pescoço curto para alcançar as folhas no alto das árvores. O hábito de esticar o pescoço (lei do uso e desuso) teria levado ao aumento de tamanho dessa parte do corpo. Com isso, a característica adquirida foi sendo transmitida de geração em geração (lei da transmissão dos caracteres adquiridos) resultando nas girafas atuais, de pescoço comprido. Apesar de não explicar corretamente o mecanismo evolutivo, o Lamarckismo foi de grande importância para a teoria da evolução por ter chamado a atenção para a adaptação como um processo necessário para o sucesso evolutivo de uma espécie no ambiente em que vive. 1.2- Darwinismo O naturalista inglês Charles Darwin (1809-1882) desenvolveu uma teoria evolutiva que é a base da teoria moderna da evolução. Segundo Darwin, os indivíduos mais bem adaptados ao meio ambiente apresentam maiores chances de sobrevivência, deixando maior número de descendentes. A própria natureza seleciona os indivíduos mais bem adaptados ao meio, enquanto os menos adaptados tendem a morrer e com o tempo levar à extinção da espécie. Essa teoria descrita acima é chamada seleção natural e é a base do Darwinismo. Aos 22 anos, Darwin realizou uma viagem de cinco anos a bordo do navio inglês H.M.S. Beagle em direção à América do Sul e posteriormente Nova Zelândia e Austrália. Darwin percebeu uma grande variabilidade de 48 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS espécies que apresentavam graus diferentes de adaptação ao meio. Percebeu, assim, que os indivíduos com mais oportunidades de sobrevivência apresentavam características mais apropriadas para enfrentar as condições ambientais. Quando, em 1838, Darwin leu o ensaio de Thomas Malthus sobre populações, percebeu com mais clareza a idéia da seleção natural. Segundo Malthus, as populações humanas tendem a crescer em progressão geométrica, enquanto a produção de alimentos tende a crescer em progressão aritmética. Isso geraria uma competição e, a partir dela, a seleção natural dos mais aptos. As principais idéias do Darwinismo são: • Há inúmeras variações entre indivíduos de mesma espécie tanto na morfologia quanto na fisiologia. • O número de indivíduos de uma espécie é mantido mais ou menos constante ao longo das gerações. • Na luta pela vida, os indivíduos com variações favoráveis às condições do ambiente onde vivem apresentam maiores chances de sobrevivência, já que a seleção natural é atuante. • Através da seleção natural, as espécies serão representadas por indivíduos cada vez mais bem adaptados. Segundo Darwin, no passado, os ancestrais das girafas atuais apresentavam pescoços com tamanhos variáveis. A competição pelo alimento disponível favoreceu os indivíduos de pescoço comprido, que alcançariam as folhas no alto das árvores. Assim, a seleção natural permitiu que os indivíduos de pescoço comprido fossem selecionados em detrimento daqueles de pescoço curto, que foram morrendo até a extinção. Fica fácil perceber que a ação do meio ambiente é diferente para Lamarck e Darwin. Segundo Lamarck, o meio é o causador das variações, já que características novas são adquiridas por imposição do meio. Segundo Darwin, o meio apenas seleciona as características adaptativas mais importantes. Darwin não conseguiu explicar a origem das variações, já que somente a genética, surgida no século XX, contém subsídios para esclarecer as causas da variabilidade. 1.3- Neodarwinismo Também denominado Teoria sintética da evolução, foi proposto no século XX por vários pesquisadores utilizando como base o Darwinismo, que foi acrescido dos conceitos modernos sobre variabilidade (mutação e recombinação gênica) e genética de populações. O Neodarwinismo não corrige o Darwinismo e sim amplia suas idéias à medida em que explica as causas das variações nos seres vivos que não foram explicadas por Darwin. As mutações e a recombinação gênica são as principais causas da variabilidade genética presente nos seres vivos. A seleção natural apenas direciona o processo evolutivo, mantendo as variações favoráveis ou adaptativas a determinado meio. Enquanto as mutações e a recombinação gênica aumentam a variabilidade genética, a seleção natural diminui, já que os indivíduos menos adaptados tendem a morrer e, com o tempo, permitir a extinção da espécie. Seleção natural DARWINISMO Variações Fixação das variações “favoráveis” Espécie adaptada Seleção natural NEODARWINISMO Variações Fixação das variações “favoráveis” Espécie adaptada Mutações Recombinação Gênica Biologia - M3 49 Tecnologia ITAPECURSOS 2- EVIDÊNCIAS DA EVOLUÇÃO A teoria da evolução apresenta grande credibilidade pelo fato de estar apoiada nas seguintes evidências: fósseis, órgãos vestigiais, homologias e embriologia comparada. 2.1- Fósseis Representa qualquer indício da presença de vida em tempos remotos na Terra. A Paleontologia (do grego: palaios = antigo; onto = ser) é a ciência que estuda os fósseis, sendo de extrema importância para o conhecimento de indícios de parentesco de seres extintos com as espécies atuais. 2.2- Órgãos Vestigiais São aqueles que se apresentam atrofiados em determinados grupos mas desenvolvidos e funcionais em outros, revelando uma ancestralidade comum. Na espécie humana, o apêndice vermiforme é um bom exemplo de órgão vestigial. Nos mamíferos herbívoros, o apêndice é muito desenvolvido e abriga microorganismos que promovem a digestão da celulose. Além do apêndice, o cóccix é considerado órgão vestigial, representando um vestígio de cauda presente em outros animais. 2.3- Homologias A homologia representa a semelhança entre estruturas de diferentes organismos devida unicamente a uma mesma origem embrionária. As estruturas homólogas apresentam a mesma origem embrionária, podendo exercer ou não a mesma função. O braço do homem e a pata do cavalo são estruturas homólogas, já que apresentam a mesma origem embrionária. Observe que, nesse caso, as funções das estruturas são diferentes. A asa da ave e a asa de morcego também são homólogas, só que apresentam a mesma função. A presença de homologias em organismos diferentes sugere que eles se originaram de um grupo ancestral comum. Denominamos irradiação adaptativa a evolução em vários sentidos a partir de um ancestral comum. As adaptações presentes nos indivíduos estão intimamente relacionadas ao ambiente em que vivem e as espécies originadas conservam vestígios de sua ancestralidade. Percebe-se, pois, que as homologias constituem indicadores de parentesco evolutivo. Chimpanzé Morcego Antílope Veado Esquilo Preguiça Ancestral Lobo Urso Castor Toupeira Baleia Foca Leão-marinho Marmota Irradiação Adaptativa em Mamíferos 50 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS A analogia representa a semelhança anatômica entre estruturas de diferentes organismos em função de adaptação ao desempenho de uma mesma função. As estruturas análogas apresentam origem embrionária diferente, mas sempre exercem a mesma função. Ao contrário das estruturas homóIogas, não indicam ancestralidade comum. A asa de inseto e a asa de ave são estruturas análogas e, como podemos perceber, não refletem qualquer grau de parentesco. As estruturas análogas indicam a adaptação de indivíduos diferentes a uma mesma variável ecológica. Denominamos Convergência adaptativa ao processo de adaptação de diferentes organismos a uma mesma condição ecológica. A semelhança existente decorre do fato de os organismos ocuparem o mesmo ambiente. Golfinho (mamífero) Tubarão (peixe) Ictiossauro (réptil fóssil) Convergência Adaptativa. Observe que os três animais são bastante afastados em termos de parentesco evolutivo. Assim, temos: • Estruturas homólogas decorrem de irradiação adaptativa e são fortes indicadores de parentesco evolutivo. • Estruturas análogas mostram a ocorrência de convergência adaptativa e não indicam parentesco evolutivo. 2.4- Embriologia Comparada O estudo dos embriões de espécies diferentes freqüentemente revela uma grande semelhança principalmente nos estágios iniciais do desenvolvimento. Entre os vertebrados, podemos perceber claramente esse fato sugerindo um parentesco evolutivo entre as espécies consideradas. No final do século XIX, o biólogo ERNST HAECKEL formulou a lei da recapitulação ou lei biogenética, afirmando que a “ontogênese recapitula a filogênese”, ou seja, durante o desenvolvimento embrionário (ontogênese), os organismos passam por fases que repetem os estágios adultos de seus antepassados (filogênese). 3- ESPECIAÇÃO É o processo de formação de novas espécies a partir de uma população ancestral. Para entendimento desse processo, imaginemos que dois grupos de indivíduos de uma mesma população estabeleçam-se, por migração, em regiões diferentes, perdendo o contato com a população original. Com isso, formam-se duas populações diferentes que chamaremos de A e B, já que, embora pertençam à mesma espécie, ocupam ambientes diferentes. Uma vez que os ambientes ocupados pelas duas populações são diferentes, podemos supor que ao longo do tempo ocorram mutações diferenciais e que a seleção natural se processe de maneira a ajustar cada população ao ambiente em que vive. Assim, as populações serão submetidas a pressões de seleção diferentes fixando, em cada grupo, gens favoráveis ou adaptativos em função do ambiente em que vivem. Com o passar do tempo, o pool gênico (conjunto de gens) vai se modificando e estabelecendo certas divergências genéticas entre as espécies A e B, que passam a formar raças ou subespécies. Nesse estágio, se indivíduos da raça A forem colocados em contato com indivíduos da raça B, ainda serão capazes de realizar cruzamento e originar descendentes férteis, o que reforça a idéia de que os indivíduos das raças A e B pertencem à mesma espécie. Se o isolamento geográfico entre as raças A e B persistir, as divergências genéticas tornam-se cada vez maiores até ocorrer uma incompatibilidade reprodutiva entre as raças. Nesse caso, estabelece-se o isolamento reprodutivo, formando espécies diferentes. Biologia - M3 51 Tecnologia ITAPECURSOS Ocorrido o isolamento reprodutivo, mesmo que as populações voltem a ser simpátricas (que vivem na mesma região) não mais ocorrerá troca de gens mutações e seleção entre elas. Enquanto populações simpátricas vivem na mesma região, as populações alopátricas vivem em regiões diferentes. raças e subespécies isolamento geográfico isolamento reprodutivo espécies novas população inicial mutações e seleção raças ou subespécies Mecanismo da Especiação A população submetida a pressões seletivas (flechas) evolui como um todo. Quando ocorrem migrações, estabelecem-se raças geográficas que aos poucos divergem geneticamente, já que são submetidas a pressões seletivas diferentes. A diferenciação genética aumenta; pode-se falar agora em subespécies. Por falta de contato na natureza (isolamento geográfico) não há troca de genes. A diferenciação atingiu tal ponto, que há mecanismos que impedem a reprodução, mesmo que as populações sejam reunidas. Houve especiação. Mecanismo da Especiação 52 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 4- GENÉTICA DE POPULAÇÕES É o estudo matemático da freqüência dos gens e genótipos presentes em uma população e dos fatores evolutivos que modificam essas freqüências. 4.1- O Teorema de Hardy-Weimberg Em 1908, os cientistas Hardy e Weimberg formularam o seguinte teorema: a freqüência de gens em uma população permanece constante de geração em geração, desde que não ocorra nenhum fator evolutivo. Este teorema, conhecido como equilíbrio de Hardy-Weimberg, é válido nas seguintes condições: • população deve abrigar grande número de indivíduos. • população deve ser panmítica, isto é, os cruzamentos ocorrem ao acaso. • população deve estar isenta de fatores evolutivos tais como mutações, seleção natural, migrações e oscilação genética, já que tais fatores promovem alteração no pool gênico (conjunto de gens). Considera-se que uma população está em equilíbrio quando o pool gênico permanece inalterado ao longo das gerações. Se houver modificação do pool gênico, a população encontra-se em processo de evolução. Assim, o equilíbrio de Hardy-Weimberg pode ser expresso da seguinte maneira: “Nas populações panmíticas em equilíbrio, que exibem um elevado número de indivíduos e onde não existem fatores evolutivos capazes de alterar significativamente o pool gênico dessas populações, as freqüências gênicas e genotípicas permanecem inalteradas ao longo das gerações.” 4.2- Freqüência Gênica e Freqüência Genotípica FREQÜÊNCIA GÊNICA É a freqüência de cada gen formador de um par de alelos. Pode ser calculada com a seguinte fórmula: p+q=1 onde: p = freqüência do alelo dominante (A) q = freqüência do alelo recessivo (a) FREQÜÊNCIA GENOTÍPICA É a freqüência dos genótipos. Pode ser calculada com a seguinte fórmula: p2 + 2pq + q2 = 1 onde: p2 = freqüência do genótipo homozigoto dominante (AA). 2pq = freqüência do genótipo heterozigoto (Aa). q2 = freqüência do genótipo homozigoto recessivo (aa). 4.3- Fatores que alteram o Pool Gênico das Populações Na natureza, é praticamente impossível a ocorrência de todas as condições necessárias à ocorrência do equilíbrio de Hardy-Weimberg. Existem fatores que modificam o pool gênico das populações alterando o equipamento genético das mesmas ao longo do tempo. Esses fatores são: • Mutações - Aumentam a variabilidade dos gens nas populações. • Seleção natural - Diminui a variabilidade dos gens nas populações. • Migrações - A entrada e a saída de indivíduos de determinada população podem modificar as constituições gênica e genotípica dessa população. • Oscilação genética - Compreende o processo em que ocorrem cruzamentos mais freqüentes entre indivíduos portadores de determinado genótipo, porém ao acaso. Esses eventos casuais podem modificar as freqüências gênicas em populações pequenas. Biologia - M3 53 Tecnologia ITAPECURSOS ECOLOGIA INTRODUÇÃO A palavra ecologia é derivada do grego (OIKOS = casa, ambiente e LOGOS = estudo, ciência) e pode ser entendida como sendo o estudo do ambiente. Esse termo foi utilizado pela primeira vez em 1870 por ERNST HAECKEL, um naturalista alemão, para tratar das relações dos organismos entre si e com o ambiente onde vivem. A interferência humana sobre o ambiente tem aumentado consideravelmente nos últimos anos, provocando sérios desequilíbrios ecológicos. Em função disso, torna-se importante racionalizar a ação do homem sobre o ambiente especialmente no que se refere à utilização dos recursos naturais de modo a não provocar alterações ambientais drásticas que possam comprometer a vida no planeta. 1- NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO ESTUDADOS EM ECOLOGIA Os níveis de organização estudados em ecologia ou simplesmente Unidades Ecológicas são: população, comunidade, ecossistema e biosfera. POPULAÇÃO - Grupo de indivíduos de mesma espécie que vivem em uma determinada área na mesma unidade de tempo. COMUNIDADE - Também denominada comunidade biótica ou biocenose, representa um conjunto de populações que vivem em uma determinada área na mesma unidade de tempo. É importante perceber que sobre uma comunidade atuam permanentemente vários fatores físicos e químicos do ambiente, tais como temperatura, pluviosidade, luminosidade, umidade, etc. que são denominados fatores abióticos ou simplesmente biótopo. ECOSSISTEMA - Também denominado sistema ecológico, representa um sistema de integração entre seres vivos e meio ambiente. Assim, temos que comunidade e biótopo associados constituem um ecossistema. BIOSFERA - Conjunto de todos os ecossistemas do planeta Terra, ou seja, toda a região do planeta ocupada pelos seres vivos. O Ecossistema O Indivíduo A População A Comunidade Unidades ecológicas 54 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 2- CONCEITOS BÁSICOS HABITAT - É o local onde determinado indivíduo vive. Assim, o habitat de determinada espécie de morcego é o interior das cavernas, enquanto certa espécie de peixe tem como habitat as águas próximas às margens, entre a vegetação. NICHO ECOLÓGICO - É o papel que determinado indivíduo desempenha no ambiente. Na idéia de nicho ecológico estão incluídas informações como o tipo de alimentação, as relações com outras espécies e as modificações que causa no ambiente. Em um mesmo ecossistema, duas espécies diferentes podem apresentar o mesmo habitat e o mesmo nicho ecológico. No entanto, nunca terão por muito tempo o mesmo nicho ecológico, já que a competição leva ao desaparecimento de uma delas (princípio da exclusão competitiva de Gause). ECÓTONE - Região de transição entre dois ecossistemas Iimítrofes. O ecótone deve abrigar representantes das duas comunidades vizinhas, constituindo uma área onde a diversidade de espécies é relativamente grande, bem como a taxa de competição entre elas. Ecossistema A Ecossistema B Ecótone Floresta Ecótone Campo Ecótone PRODUTORES - Também denominados autótrofos, são seres capazes de produzir o seu próprio alimento a partir de substâncias inorgânicas. Conforme a fonte de energia utilizada na produção do próprio alimento, os produtores são classificados em: • Fotossintetizantes - Utilizam a energia luminosa. Nos ecossistemas aquáticos, os principais fotossintetizantes são as algas que integram o fitoplâncton (organismos clorofilados flutuantes). Nos ecossistemas terrestres, os fotossintetizantes são os vegetais classificados no reino Metaphyta. • Quimiossintetizantes - Utilizam a energia liberada em reações de oxidação de substâncias inorgânicas. Os organismos quimiossintetizantes são representados por algumas bactérias. Biologia - M3 55 Tecnologia ITAPECURSOS CONSUMIDORES - Também denominados heterótrofos são seres incapazes de produzir o seu próprio alimento. Os consumidores primários são herbívoros já que se utilizam dos produtores como fonte alimentar. Os consumidores secundários, terciários, quaternários. etc. são carnívoros. Os consumidores secundários alimentam-se dos consumidores primários, os terciários alimentam-se dos secundários e assim por diante. DECOMPOSITORES - Também denominados saprófitas ou saprófagos ou sapróvoros, representam um tipo especial de consumidores que realizam a decomposição da matéria orgânica, transformando-a em compostos inorgânicos. Alguns produtos da decomposição são utilizados por eles próprios como alimento, além de ocorrer liberação de minerais e outras substâncias que serão novamente utilizadas pelos produtores. Assim, percebemos que a ação dos decompositores é imprescindível para a reciclagem da matéria. Os agentes decompositores são representados por bactérias e fungos. 3- CADEIA ALIMENTAR É o fluxo de matéria e energia através dos vários componentes de um ecossistema. Pode ser também entendida como sendo a seqüência linear de seres vivos em que um serve de alimento para o outro. Cada componente de uma cadeia alimentar, representando um grupo de seres vivos é denominado nível trófico. Na representação linear de uma cadeia alimentar, a ponta da seta indica o nível trófico que obtém alimento. Assim, temos: Produtor Consumidor primário Consumidor secundário Consumidor terciário D E C O M P O S I T O R Os produtores constituem a base das cadeias alimentares. A energia contida no alimento elaborado pelos produtores é transferida aos consumidores primários e destes aos consumidores secundários, terciários, etc. Após a morte, produtores e consumidores de todos os níveis sofrem a ação dos decompositores, permitindo a reciclagem da matéria à medida em que devolvem ao ambiente substâncias inorgânicas que são absorvidas pelos vegetais. Para que uma cadeia alimentar seja considerada completa devem estar presentes produtores, consumidores e decompositores. É comum os decompositores não serem representados em certas cadeias alimentares por se achar implícita a sua atuação. Observe dois exemplos de cadeias alimentares. Exemplo 1: Cadeia alimentar no ambiente terrestre capim gafanhoto sapo cobra gavião Exemplo 2: Cadeia alimentar no ambiente aquático alga (fitoplâncton) microcrustáceo (zooplâncton) caramujo peixe gaivota Observe que as duas cadeias alimentares representadas são incompletas, uma vez que os decompositores não foram representados. 56 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS FLUXO DE MATÉRIA E ENERGIA A matéria é reciclada na medida em que os agentes decompositores realizam a decomposição da matéria orgânica. Ao mesmo tempo em que estes seres obtêm energia do alimento, devolvem ao ambiente substâncias inorgânicas simples que serão utilizadas pelos produtores. Temos, assim, um nítido ciclo da matéria. A energia luminosa fixada pelos seres autótrofos é transmitida sob a forma de energia química aos demais seres vivos. A energia incorporada pelos seres vivos que compõem uma cadeia alimentar vai diminuindo à medida em que passa pelos consumidores. Isso ocorre porque cada integrante da cadeia consome com suas próprias atividades a maior parte da energia adquirida. Assim, transfere-se para o nível trófico seguinte apenas uma pequena parcela da energia recebida. De um modo geral, considera-se que cada elo de uma cadeia alimentar recebe apenas cerca de 10% da energia que o elo anterior recebeu. Assim, quanto mais curta for uma cadeia alimentar, maior será a quantidade de energia disponível para os níveis tróficos mais elevados. Com isso, concluímos que o fluxo de energia é decrescente e unidirecional. 4- PIRÂMIDES ECOLÓGICAS São formas de expressar graficamente a estrutura dos níveis tróficos de uma cadeia alimentar. Existem três tipos de pirâmides: de energia, de biomassa e de números. Cada nível trófico é representado por um retângulo cujo comprimento é proporcional à quantidade de energia, biomassa ou número de indivíduos. gaviões cobras sapos insetos gramíneas Pirâmide de energia Na pirâmide de energia, ocorre a representação da quantidade de energia acumulada em cada nível trófico da cadeia alimentar, estando o vértice da pirâmide voltado para cima, já que o fluxo de energia na cadeia alimentar é decrescente. homem peixes grandes peixes pequenos microcrustáceos algas Pirâmide de biomassa Na pirâmide de biomassa, ocorre a representação da quantidade de matéria viva (biomassa) acumulada em cada nível trófico da cadeia alimentar. De maneira geral, o elo da cadeia que serve de alimento apresenta maior biomassa que o elo nutrido. Assim, o vértice da pirâmide também é voltado para cima. cobras ratos capim carrapatos boi capim Pirâmides de números Na pirâmide de números, ocorre a representação do número de indivíduos presentes em cada nível trófico da cadeia alimentar. Biologia - M3 57 Tecnologia ITAPECURSOS 5- TEIA ALIMENTAR Em um ecossistema, as relações alimentares entre os organismos não são tão simples como aparentam ser na análise de uma cadeia alimentar. Várias cadeias alimentares que se relacionam formam uma teia alimentar. Assim, temos que TEIA ALIMENTAR é o conjunto de cadeias alimentares de um ecossistema. PRODUTORES CONSUMIDORES I CONSUMIDORES II CONSUMIDORES III Ave da margem Rã Larva Algas de microscópicas inseto Peixe herbívoro Peixe carnívoro Microcrustáceos Caramujo Cágado Sedimentos DECOMPOSITORES Teia alimentar 6- SUCESSÃO ECOLÓGICA É um processo lento no qual comunidades se substituem numa seqüência ordenada até o estabelecimento de uma comunidade final e estável, em perfeito equilíbrio com o meio, denominada COMUNIDADE CLÍMAX. As espécies que se instalam primeiro em uma área despovoada colonizando o ambiente são denominadas espécies pioneiras. São representadas por indivíduos que apresentam grande tolerância em condições ambientais adversas e, assim, capazes de se desenvolver em locais onde muitas outras espécies não sobreviveriam. As espécies pioneiras são representadas principalmente por liquens e cianofíceas, que transformam o ambiente criando melhores condições para o surgimento de outras espécies. Alguns autores também consideram os musgos como pioneiros. Como exemplo clássico de sucessão ecológica, tomaremos o que ocorre em uma rocha nua. SUCESSÃO EM UMA ROCHA NUA A superfície de uma rocha nua constitui um ambiente muito desfavorável, uma vez que a água que cai sobre ela escorre ou evapora-se com facilidade. As espécies pioneiras que ocupam a rocha nua são os liquens que, através da liberação de ácidos orgânicos, permitem a abertura de fendas no material rochoso e contribuem para a formação de uma pequena camada de solo. Nessas fendas ocorre acúmulo de água, favorecendo o desenvolvimento de outras espécies tais como musgos e gramíneas. Com o passar do tempo, a diversidade de espécies vegetais aumenta, favorecendo o estabelecimento de inúmeras espécies animais. Nas comunidades pioneiras, a diversidade de espécies é pequena, já que as condições ambientais desfavoráveis impedem o estabelecimento de outras espécies. Ao longo da sucessão, o aumento da biomassa propicia o surgimento de novos nichos ecológicos, acompanhado de um aumento da diversidade de espécies que é máxima no clímax. “A sucessão num ecossistema pode ser descrita como uma evolução em direção a uma grande diversidade, e, conseqüentemente, a um número de nichos ecológicos muito maior. No estágio clímax, é atingida uma estabilidade bem alta (homeostase), capaz de pronta resposta a um ambiente físico em flutuação.” (CÉSAR E SEZAR, BIOLOGIA. VOL. 3. SÃO PAULO, ÁTICA) 58 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Em uma sucessão ecológica reconhecemos três fases distintas: • Ecese - corresponde à comunidade pioneira. • Série - corresponde às comunidades intermediárias. • Clímax - corresponde à comunidade final e estável em perfeito equilíbrio com o meio. TENDÊNCIAS NA SUCESSÃO ECOLÓGICA Ao longo de uma sucessão ecológica constata-se que: • A diversidade de espécies aumenta atingindo o máximo no clímax. • A biomassa total aumenta. • As teias alimentares tornam-se cada vez mais complexas. • A produtividade bruta aumenta. Entende-se por produtividade bruta a quantidade de matéria orgânica produzida pelos seres autótrofos por unidade de área e de tempo. • A produtividade líquida diminui. Entende-se por produtividade líquida a diferença entre produção de matéria orgânica e consumo por unidade de área e de tempo. Ao longo da sucessão, o consumo de matéria orgânica aumenta de forma mais rápida em relação à produtividade bruta. No estágio climácico, a produtividade líquida é praticamente nula, já que fotossíntese e respiração total tornam-se equilibradas, não havendo saldo de energia. Isso significa que todo o oxigênio liberado pela fotossíntese vegetal é consumido pela respiração de todos os seres vivos da comunidade (TAXA DE FOTOSSÍNTESE = TAXA DE RESPIRAÇÃO). Dessa forma, não podemos admitir que certas comunidades climácicas como as florestas constituam “pulmões do mundo”. Esse papel é desempenhado pelo fitoplâncton marinho. 7- CICLOS BIOGEOQUÍMICOS Os ciclos biogeoquímicos ou ciclos da matéria constituem movimentos cíclicos de elementos e substâncias do “mundo vivo” para o “mundo físico” e vice-versa. Estudaremos os ciclos da água, carbono, nitrogênio e cálcio. 7.1- Ciclo da Água A água constitui a substância mais abundante da matéria viva, representando o solvente universal e o ambiente ideal para a ocorrência do metabolismo. Através da evaporação e da transpiração ocorre perda de água, que se condensa formando as nuvens. A água volta à superfície por intermédio de chuvas, neve ou granizo, recompondo o volume hídrico dos cursos aquáticos. No solo, a água pode atravessar as camadas do solo e atingir um lençol freático, chegando até cursos aquáticos. Assim, temos que o ciclo da água pode ser dividido em quatro etapas: evaporação, transpiração, condensação e precipitação. Evaporação Transpiração Respiração e Transpiração Chuvas Evaporação Chuvas Água que volta aos oceanos (Rios, infiltração) Ciclo da água Biologia - M3 59 Tecnologia ITAPECURSOS 7.2- Ciclo do Carbono O carbono faz parte de todos os compostos orgânicos presentes nos seres vivos. A atmosfera é a principal fonte de carbono, presente sobretudo na forma de gás carbônico (CO2). Os vegetais assimilam este CO2 para a produção de alimentos, sendo que este gás é devolvido ao ambiente através da respiração de animais e vegetais e da decomposição da matéria orgânica. Parte dos restos de animais e vegetais pode não sofrer decomposição e se transformar em combustíveis fósseis como carvão e petróleo. A queima desses combustíveis pelo homem promove a liberação de CO2 para a atmosfera. Há um grande desequilíbrio no ciclo do carbono na natureza desencadeado pela ação do homem sobre o ambiente. O desmatamento irrefreado, as queimadas de florestas, a combustão excessiva dos derivados do petróleo e o envenenamento dos mares são os grandes responsáveis por esse desequilíbrio. CO2 atmosférico Fotossíntese Respiração < Matéria Orgânica Vegetal M Nutrição o Respiração < Matéria Orgânica Animal r t Morte e Decomposição Decompositores Restos orgânicos animais e vegetais Combustão Combustíveis fósseis Ciclo do carbono Efeito Estufa: uma ameaça no ar Em 1850, a concentração de gás carbônico (CO2) na atmosfera era de 265 ppmv (parte por milhão de volume). Mas medidas realizadas por pesquisadores norte-americanos no observatório de Mauna Loa (Havaí) e na Antártida revelaram que a concentração desse gás, que já era de 275 ppmv em 1958, passou para cerca de 340 ppmv em 1984. E, para o ano 2000, algumas estimativas indicam uma taxa superior a 400 ppmv. A preocupação demonstrada por inúmeros estudiosos em relação ao crescente aumento na taxa de CO 2 na atmosfera realmente procede. O gás carbônico, assim como outros gases, como o metano, é denominado “gás-estufa”: a atmosfera rica desse gás é normalmente transparente às radiações solares de ondas curtas que incidem sobre a Terra, mas opaca à radiação infravermelha irradiada pela superfície terrestre. Essas ondas de calor ficam impedidas de se dissipar adequadamente, provocando a elevação da temperatura média do ambiente, à semelhança do que acontece numa estufa de vidro. Daí o nome do fenômeno: efeito estufa (termo criado pelo sueco Svante Arrhenius no século XIX). Alguns pesquisadores supõem que uma duplicação na taxa do CO2 atmosférico atual poderia 60 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS elevar a temperatura média global até cerca de 5°C. As modificações climáticas advindas desse processo, entretanto, são ainda discutíveis. Há, por exemplo, quem acredite que o efeito estufa poderá desencadear um degelo parcial das calotas polares, provocando uma elevação do nível dos mares, com a conseqüente invasão de parte dos continentes pelas águas. Esse fato acarretaria inundações generalizadas, erosão litorânea, colapso das estruturas costeiras e elevação dos lençóis freáticos, entre outros desequilíbrios. Como o efeito estufa deverá atingir a Terra de forma diferenciada, o regime de chuvas poderá ser fortemente alterado em diversas regiões, ocasionando, por exemplo, verões mais secos e mais prolongados em zonas de latitudes médias. A hipótese do esquentamento planetário tem sido alvo de inúmeras críticas por parte de alguns cientistas. Muitos supõem que a umidade evaporada das regiões tropicais, e levada pela ação de ventos, poderá se concentrar nas zonas polares, aumentando o acúmulo de neve nessas regiões. Esse fato poderia detonar o início de uma nova era glacial; os defensores dessa hipótese estimam que indícios da instalação de uma nova era glacial no planeta já poderiam ser perceptíveis no início do próximo milênio, quando climas temperados já poderiam ser substituídos por climas subpolares, o que, entre outras conseqüências, provocaria a redução da produtividade agrícola nessas regiões. Nessa visão polêmica há, porém, um consenso geral: com esquentamento ou glaciação, os mais diversos ecossistemas da Terra deverão ser duramente atingidos. PAULINO, WILSON ROBERTO. ECOLOGIA ATUAL. SÃO PAULO, ÁTICA. 7.3- Ciclo do Nitrogênio O nitrogênio é um elemento químico essencial à manutenção da vida, já que faz parte dos aminoácidos e bases nitrogenadas dos ácidos nucléicos. É um gás que ocorre na atmosfera na proporção aproximada de 78%, e a maioria dos seres vivos não é capaz de utilizar este nitrogênio na forma gasosa. A FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO A fixação do nitrogênio consiste na transformação do N2 atmosférico em sais nitrogenados que são absorvidos pelas raízes das plantas. Tal processo pode ocorrer por indução de fenômenos ionizantes, como raios cósmicos e relâmpagos, que fornecem a energia necessária à reação. No entanto, a biofixação representa a mais importante forma de fixação do nitrogênio. A biofixação é realizada por bactérias e cianofíceas que vivem no solo associadas às raízes de plantas da família das leguminosas (feijão, soja, ervilha, alfafa, etc.). Nas raízes das plantas leguminosas merecem destaque as bactérias do gênero Rhizobium que se agrupam formando nódulos de bactérias fixadoras. Essas bactérias captam o N2 e o transformam em amônia (NH3), que é incorporada diretamente aos tecidos do vegetal. Em contrapartida, o vegetal fornece alimento para as bactérias, o que caracteriza uma relação de benefícios mútuos denominada mutualismo. Algumas bactérias e algumas cianofíceas fixadoras possuem vida livre no solo, formando amônia que será oxidada em nitrito (NO2-) e, posteriormente, em nitrato (NO3-) por ação de outras bactérias denominadas bactérias nitrificantes. O ciclo do nitrogênio pode ser dividido em duas etapas: nitrificação e desnitrificação. NITRIFICAÇÃO A decomposição da matéria orgânica e a ação das bactérias fixadoras no solo promovem a formação de amônia. A amônia formada no solo pode ser absorvida pelos vegetais ou aproveitada por bactérias do genêro Nitrosomonas. Essas bactérias oxidam amônia em nitrito, que é liberado para o meio ambiente. Os nitritos liberados são oxidados em nitratos por bactérias do gênero Nitrobacter. A nitrificação consiste na oxidação da amônia em nitrito e deste em nitrato por ação das bactérias nitrificantes (Nitrosomonas e Nitrobacter). As bactérias nitrificantes são autótrofas quimiossintetizantes, já que utilizam a energia liberada nas reações de oxidação para a produção do próprio alimento. Raiz de leguminosa com nódulos de bactérias fixadoras de nitrogênio. Biologia - M3 61 Tecnologia ITAPECURSOS Nitrosomonas Amônia + O2 Energia 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Nitrito Nitrobacter Nitrito + O2 Energia 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Nitrato O nitrato formado pode ser absorvido pelas plantas e o nitrogênio nele presente é utilizado na síntese das proteínas e ácidos nucléicos. Ao longo das cadeias alimentares, essas substâncias são transferidas aos animais. DESNITRIFICAÇÃO É a devolução do nitrogênio para a atmosfera por ação de certas bactérias que liberam nitrogênio gasoso a partir de amônia, nitrito ou nitrato. Tais bactérias são denominadas desnitrificantes, como as Pseudomonas. Na ausência de oxigênio, essas bactérias utilizam compostos nitrogenados como aceptores de elétrons, oxidando seus compostos orgânicos. Percebe-se, pois, que a desnitrificação é basicamerte um processo de respiração anaeróbia. Observe: Glicose + (NO3-) CO2 + H2O + N2 + Energia Se houver disponibilidade de oxigênio, as bactérias desnitrificantes podem utilizar esse gás para sua respiração. Assim, percebemos que a desnitrificação não ocorre em larga escala em condições aeróbias. → N2 (Nitrogênio atmosférico) Planta Rato Biofixação: transformação do N2 atmosférico em amônia (NH 3). Esse processo é feito por bactérias, cianobactérias ou por fungos, que podem estar: Cobra Transferência do nitrogênio incorporado às proteínas da planta ao longo da cadeia alimentar. Livres no solo ou na água. Neste caso, a amônia pode seguir dois caminhos: MORTE Associadas a raízes de plantas. Neste caso, a amônia é diretamente aproveitada pela planta. EXCREÇÃO A amônia é transformada em nitrito por bactérias quimiossintetizantes: as Nitrosomonas: NH3 nitrito O nitrito é transformado em nitrato por bactérias quimiossintetizantes: as Nitrobacter. Nitrito Nitrato O nitrato é assimilado pelas plantas. Através do processo da decomposição, as substâncias nitrogenadas são transformadas em amônia por ação dos fungos e bactérias decompositoras. A amônia é transformada em nitrogênio por bactérias desnitrificantes. NH3 N2 Ciclo do nitrogênio 62 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 8- RELAÇÕES ECOLÓGICAS Na natureza, os seres vivos não vivem isoladamente. Entre eles existem relações mais ou menos íntimas que atuam no sentido de estabelecer uma certa regulação da densidade populacional, contribuindo para a manutenção do equilíbrio na comunidade. Essas relações são classificadas em dois grandes tipos: harmônicas e desarmônicas. Nas relações harmônicas não há prejuízo para nenhum dos seres envolvidos enquanto nas relações desarmônicas pelo menos um dos seres envolvidos é prejudicado. Quando uma relação ecológica é estabelecida entre seres pertencentes à mesma espécie, devemos classificá-la como intra-específica. Ao contrário, a relação estabelecida entre seres pertencentes a espécies diferentes deve ser classificada como inter-específica. O termo simbiose deve ser utilizado para designar qualquer tipo de interação entre seres vivos seja ele harmônico ou desarmônico. • Intra-específica 1 - HARMÔNICAS RELAÇÕES ECOLÓGICAS ENTRE OS SERES VIVOS 2 - DESARMÔNICAS • Inter-específica • Intra-específica • Inter-específica - Colônia - Sociedade - Mutualismo - Protocooperação - Comensalismo - Canibalismo - Competição Parasitismo Predatismo Competição Amensalismo 8.1- Relações Harmônicas COLÔNIA Relação intra-específica na qual os indivíduos se mantêm unidos fisicamente, podendo ou não apresentar uma divisão de trabalho. Existem colônias homotípicas e heterotípicas. Nas colônias homotípicas, os indivíduos relacionados são semelhantes, não ocorrendo divisão de trabalho, como observamos em algumas bactérias e algumas algas. Nas colônias heterotípicas, encontramos grupos de indivíduos diferentes adaptados a executar funções próprias, ocorrendo assim uma nítida divisão de trabalho, como observamos em alguns celenterados como caravelas e Obélias. Nessas colônias encontramos indivíduos especializados na proteção, natação, captura de alimento, flutuação e reprodução. Estreptococo (colônia homotípica) Caravela (colônia heterotípica) Biologia - M3 63 Tecnologia ITAPECURSOS SOCIEDADE Relação intra-específica na qual os indivíduos não se mantêm unidos fisicamente e sempre apresentam uma nítida divisão de trabalho (divisão de castas). Como exemplos podemos citar as abelhas, formigas, cupins, vespas e marimbondos. A sociedade das abelhas apresenta três castas: rainha, operárias e zangão. A rainha é encarregada da reprodução juntamente com o zangão, enquanto as operárias são estéreis e sua função é realizar todos os trabalhos da colméia. Nota-se um nítido polimorfismo (muitas formas) entre as abelhas. operária rainha zangão Polimorfismo nas abelhas MUTUALISMO Relação inter-específica na qual as duas espécies envolvidas são beneficiadas. No mutualismo há uma profunda relação de dependência entre as espécies envolvidas, chegando alguns autores a afirmar que a associação é obrigatória. Os exemplos mais conhecidos de mutualismo são os liquens, ruminantes e microrganismos, cupins e protozoários, bacteriorrizas e micorrizas. • Liquens - São constituídos pela associação entre algas e fungos. As algas realizam fotossíntese cedendo ao fungo parte do alimento produzido, enquanto o fungo, além de proteger a alga com suas hifas, fornece a ela água e sais minerais que são retirados do ambiente. células de algas hifas do fungo Líquen crescendo sobre o ramo de uma árvore Aspecto microscópico de um líquen mostrando células da alga e do fungo. 64 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS • Ruminantes e Microorganismos - No estômago dos ruminantes estão presentes inúmeros microorganismos que digerem a celulose presente nos vegetais ingeridos. Em contrapartida, esses microorganismos recebem alimento. • Cupins e protozoários - No intestino dos cupins estão presentes protozoários hipermastiginos que digerem a celulose presente na madeira ingerida. Em contrapartida, esses protozoários recebem alimento. flagelos núcleo partícula de madeira Representação de um cupim e, em detalhe, protozoário hipermastigino que habita o seu intestino. • Bacteriorrizas - Representam a associação de bactérias com raízes de plantas leguminosas. Tais bactérias fixam o nitrogênio transformando-o em sais nitrogenados que são, em parte, cedidos à raiz. As plantas, por sua vez, fornecem a essas bactérias heterótrofas o alimento necessário à sobrevivência. • Micorrizas - Representam a associação de fungos com raízes de certas plantas. As hifas do fungo envolvem a raiz conferindo a elas um aspecto de feltro e favorecendo a absorção de água e sais minerais do solo. As plantas, por sua vez, fornecem a esses fungos o alimento necessário à sobrevivência. PROTOCOOPERAÇÃO Também denominada mutualismo não obrigatório, é uma relação inter-específica na qual as duas espécies envolvidas são beneficiadas. Ao contrário do mutualismo, na protocooperação não há uma profunda relação de dependência entre as espécies envolvidas. Os exemplos mais conhecidos de protocooperação são anu e gado, pássaro palito e crocodilo, além de caranguejo paguro e actínias. • Anu e Gado - O anu é um pássaro que retira e devora os carrapatos presentes na pele do gado. Assim, o gado é beneficiado ao livrar-se dos carrapatos enquanto o pássaro se beneficia pela obtenção de alimento. Observe que não há uma profunda relação de dependência entre as espécies envolvidas. Protocooperação entre anu e gado Actínia Paguro • Pássaro palito e crocodilo - O pássaro palito penetra na boca do crocodilo africano de onde retira restos de alimento entre os dentes do animal. Normalmente, são encontradas pequenas sanguessugas na boca do réptil, que são também utilizadas como alimento pelo pássaro palito. • Caranguejo paguro e actínias - O caranguejo paguro ou bernardo eremita ou ermitão penetra no interior de conchas vazias de moluscos que são transportadas por ele. Sobre a concha é comum encontrarmos uma ou mais actínias ou anêmonas-do-mar. As actínias beneficiam o paguro, já que apresentam células denominadas cnidoblastos capazes de liberar substâncias urticantes se forem estimuladas, impedindo o acesso de inimigos naturais. O paguro beneficia a actínia transportando-a para locais onde a oferta de alimentos é maior. Biologia - M3 Concha de molusco Protocooperação entre paguro e actínia 65 Tecnologia ITAPECURSOS COMENSALISMO Relação inter-específica na qual apenas uma das espécies é beneficiada sem que haja prejuízo para a outra espécie associada. São conhecidos três tipos de comensalismo: propriamente dito, forésia e inquilinismo. • COMENSALISMO PROPRIAMENTE DITO - Envolve restos de alimento. Como exemplos podemos citar a relação que ocorre entre a Entamoeba coli e o homem. Esse protozoário está presente no intestino humano alimentando-se de restos digestivos sendo, portanto, beneficiado. Em condições normais esse protozoário comensal não causa qualquer prejuízo ao organismo humano. • FORÉSIA - Envolve transporte. Como exemplo podemos citar a relação que ocorre entre a rêmora e o tubarão. A rêmora é um peixe que apresenta uma ventosa fixadora no alto da cabeça. Através dela, fixa-se à região ventral do tubarão sendo transportada por ele. A rêmora se beneficia pelo transporte e, para o tubarão, a associação é indiferente. Tubarão Rêmora Comensalismo do tipo Forésia entre tubarão e rêmora • INQUILINISMO - Envolve abrigo ou suporte. Como exemplo podemos citar a relação que ocorre entre o peixe Fierasfer (peixe agulha) e o pepino-do-mar. Quando perseguido por algum inimigo, o peixe Fierasfer penetra no ânus do pepino-do-mar, onde se refugia. Outro exemplo importante está na relação estabelecida entre orquídeas e um vegetal utilizado como suporte. As orquídeas não são plantas parasitas, já que não prejudicam o vegetal suporte. Orquídeas e bromélias são plantas epífitas, que se apóiam em outros vegetais sem contudo parasitá-los. Por esse motivo, o inquilinismo observado entre vegetais é denominado EPIFITISMO. r asfe Fier e Peix Pepino do Mar Inquilinismo entre Fierasfer e pepino-do-mar 66 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 8.2 - Relações Desarmônicas PARASITISMO Relação inter-específica na qual um dos organismos é beneficiado (parasita) com prejuízo para o outro (hospedeiro). Quanto à localização do parasita no corpo do hospedeiro, podemos diferenciar os ectoparasitas dos endoparasitas. Os ectoparasitas se instalam na superífcie do corpo do hospedeiro e podem ser representados por piolhos, carrapatos e pulgas. Os endoparasitas se instalam no interior do corpo do hospedeiro e podem ser representados pelo Schistosoma mansoni e pelo Trypanosama cruzi, causadores, respectivamente, da esquistossomose e da doença de Chagas. Entre os vegetais, são conhecidos dois tipos de parasitismo: holoparasitismo e hemiparasitismo. As plantas holoparasitas são aclorofiladas e retiram o alimento necessário à sua sobrevivência de outras plantas. As plantas holoparasitas apresentam haustórios ou raízes sugadoras que penetram pelo caule da planta hospedeira até os vasos liberianos onde circula a seiva elaborada. O cipó-chumbo é um exemplo de planta holoparasita. As plantas hemiparasitas são clorofiladas e retiram da planta hospedeira apenas a seiva bruta que é utilizada na realização da fotossíntese. As raízes sugadoras das plantas hemiparasitas atingem os vasos lenhosos onde circula a seiva bruta. A erva de passarinho é um exemplo de planta hemiparasita. Erva-de-passarinho (hemiparasita) Cipó-chumbo (holoparasita) PREDATISMO Relação inter-específica na qual um organismo (predador) se utiliza de outro (presa) como fonte de alimento, provocando sua morte. A importância ecológica dessa relação está no fato de os predadores regularem o crescimento da população de presas. O gráfico ao lado representa um estado de equilíbrio entre uma população de predadores e outra de presas na natureza. Existem vegetais predadores, como as plantas carnívoras, que aprisionam e digerem insetos como fonte de nitrogênio. Entre os animais, os consumidores das cadeias e teias alimentares são considerados predadores. número de indivíduos presa predador Tempo Biologia - M3 67 Tecnologia ITAPECURSOS CANIBALlSMO Relação intra-específica na qual um organismo se utiliza de outro como fonte de alimento, provocando sua morte. O canibalismo pode ser diferenciado do predatismo por ser estabelecido entre seres pertencentes à mesma espécie. O canibalismo ocorre entre algumas aranhas e entre alguns insetos. COMPETIÇÃO Relação inter-específica ou intra-específica caracterizada por uma disputa pelos mesmos fatores, quando não existem em quantidades suficientes para todos. A competição é um fator regulador do crescimento das populações, constituindo, juntamente com o parasitismo, predatismo e canibalismo, um mecanismo da resistência ambiental. A sobreposição de nichos ecológicos leva a uma competição entre os organismos envolvidos, ocorrendo, a partir daí, a permanência do indivíduo melhor adaptado ou a diminuição da amplitude do nicho ecológico da espécie menos adaptada. Os principais fatores geradores da competição são alimento, espaço e disputa de parceiro para a reprodução. Convém ressaltar que, em alguns casos, a competição por alimento pode resultar em predatismo ou canibalismo. sobreposição de nichos ecológicos (competição) Espécie A Espécie B I Espécie A Espécie B Espécie A Espécie B Extinção III II A sobreposição de nichos ecológicos leva à competição (I). Da competição pode resultar a diminuição do nicho ecológico de uma espécie (II) ou a sua extinção (III). A Número de indivíduos X X B Tempo Até o ponto X, duas espécies A e B que ocupam o mesmo nicho ecológico coexistem. A partir daí, a competição fará com que a espécie A seja selecionada. AMENSALISMO Também denominado antibiose, é uma relação inter-específica na qual indivíduos de uma população liberam substâncias químicas que impedem o crescimento ou a reprodução de outras populações, podendo provocar a morte de muitos organismos. O amensalismo é observado no fenômeno conhecido por maré vermelha. Através desse fenômeno, em certas condições, ocorre proliferação excessiva de algas pirrófitas que liberam na água quantidades significativas de toxinas que provocam a morte de indivíduos pertencentes a várias populações marinhas. Um outro exemplo de amensalismo pode ser observado com o fungo Penicillium que produz e libera a penicilina, antibiótico que impede o desenvolvimento de certas bactérias sensíveis a essa substância. 68 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 9- POLUIÇÃO A poluição corresponde às alterações das propriedades do ar, da água e do solo em conseqüência do lançamento de resíduos sólidos, líquidos e gasosos nesses ambientes Essas alterações são suficientemente grandes para prejudicar a vida nesses ambientes. PRINCIPAIS TIPOS DE POLUIÇÃO POLUIÇÃO DO AR → É caracterizada pela alteração do equilíbrio O2 de reações químicas diversas a nível industrial. Os principais poluentes atmosféricos são: CO2 decorrente da adição constante de gases resultantes • CO2 - Liberado em reações de combustão; o acúmulo desse gás pode elevar a temperatura da superfície terrestre, gerando o efeito estufa. • CO - Liberado a partir da combustão incompleta do petróleo e do carvão, apresenta grande afinidade com a hemoglobina do sangue, inativando-a e comprometendo o transporte de oxigênio. • NO2 - Liberado a partir de motores a combustão, aviões, fornos e incineradores, constituem um dos componentes dos “SMOGS FOTOQUÍMICOS”, substâncias formadas a partir da ação da luz solar sobre componentes derivados dos escapamentos de veículos de motor a explosão. Na espécie humana, o NO2 provoca alterações respiratórias e, nos vegetais, atua como inibidor da fotossíntese. • Óxidos de Enxofre - Liberados a partir da combustão dos derivados do petróleo, pode causar bronquites e lesões pulmonares. As folhas dos vegetais tornam-se amareladas e tendem a morrer. POLUIÇÃO DA ÁGUA Corresponde ao lançamento de excessivas quantidades de esgotos, detergentes e despejos de fábricas na água. Ao se adicionar excesso de matéria orgânica à água, os raios luminosos não penetram adequadamente → e os microorganismos decompositores se desenvolvem exageradamente, consumindo o oxigênio dissolvido na água. Esse enriquecimento exagerado da água em nutrientes é denominado eutrofização. A diminuição da quantidade de oxigênio dissolvido na água é um dos principais indicadores de poluição. POLUIÇÃO DO SOLO Corresponde ao lançamento no solo de substâncias decorrentes da decomposição do lixo, além de inseticidas e herbicidas em excesso. O inseticida DDT é responsável pela destruição de várias espécies de organismos e, com o seu uso, ocorre a seleção de espécies resistentes prejudiciais à vida humana. Tais substâncias apresentam efeito duradouro e são transmitidas ao longo das cadeias alimentares, provocando lesões e mortes em vários indivíduos, o que altera o equilíbrio ecológico. Biologia - M3 69 Tecnologia ITAPECURSOS FISIOLOGIA HUMANA INTRODUÇÃO Os diversos sistemas que integram o organismo humano são constituídos por órgãos especializados no desempenho de funções. A fisiologia representa o estudo do funcionamento de cada sistema e das relações existentes entre eles. A integração entre os diversos sistemas possibilita a ocorrência da homeostase, isto é, a manutenção de um meio interno constante estabelecendo um equilíbrio dinâmico entre as funções do organismo. I - SISTEMA CIRCULATÓRIO 1- ANATOMIA DO SISTEMA CIRCULATÓRIO É constituído por um conjunto de vasos associados a uma bomba propulsora de sangue. Através do sistema circulatório, ocorre a distribuição de substâncias úteis, como nutrientes, oxigênio, hormônios e anticorpos e o recolhimento dos produtos do metabolismo celular. Os vasos sangüíneos são classificados em três tipos: artérias, veias e capilares. • Artérias - São vasos que conduzem o sangue do coração para as diversas partes do organismo. Apresentam paredes musculares espessas e muito elásticas. • Veias - São vasos que conduzem o sangue para o coração. Apresentam paredes musculares finas pouco elásticas além de válvulas internas que impedem o refluxo de sangue. • Capilares - São vasos de calibre microscópico, com paredes finas e permeáveis, por onde ocorrem as trocas de substâncias entre o plasma sangüíneo e as células dos tecidos. Os capilares estabelecem a conexão entre artérias e veias de menor calibre. O epitélio de revestimento dos capilares é simples pavimentoso, sendo denominado endotélio. veias vasos capilares arteríolas artérias artéria principal veia principal vênulas Formação dos capilares O coração humano possui quatro cavidades: dois átrios de paredes finas e dois ventrículos de paredes mais espessas. Separando o átrio direito do ventrículo direito encontra-se a válvula tricúspide e separando o átrio esquerdo do ventrículo esquerdo encontra-se a válvula bicúspide ou mitral. As válvulas cardíacas direcionam o fluxo unilateral do sangue dos átrios para os ventrículos, impedindo que haja refluxo. Não há comunicação entre os lados direito e esquerdo do coração. As veias chegam aos átrios trazendo sangue dos tecidos corporais enquanto as artérias saem do coração levando sangue para os tecidos. Artéria aorta Veia cava O coração funciona como uma bomba com capacidade superior de contração e relaxamento. A contração da musculatura cardíaca responsável pelo bombeamento de sangue denomina-se sístole enquanto o relaxamento da Válvula musculatura cardíaca responsável pelo recolhimento de tricúspide sangue denomina-se diástole. Veias A musculatura cardíaca ou miocárdio é dotada de pulmonares AD automatismo, ou seja, é capaz de gerar os impulsos AE elétricos necessários à sua atividade. Isso é possível devido a um conjunto de fibras especiais presentes na parede do átrio direito que formam o nódulo sino-atrial ou marcapasso cardíaco que determina o ritmo das contrações. O impulso elétrico originado nessa estrutura VD Válvula bicúspide determina a contração dos átrios, sendo conduzido ao VE nódulo átrio-ventricular onde um novo impulso é levado aos ventrículos através do feixe de Hiss. A chegada do Veia cava inferior Coração humano impulso aos ventrículos determina a sua contração. 70 Biologia - M3 pu A r t é lm r i a on ar Tecnologia ITAPECURSOS 2- FISIOLOGIA DA CIRCULAÇÃO Para melhor compreensão da fisiologia da circulação, deve-se lembrar que o sangue arterial é rico em oxigênio, enquanto o sangue venoso é rico em gás carbônico. O sangue arterial é bombeado para os tecidos pelo ventrículo esquerdo, sendo conduzido através da artéria aorta. As ramificações da artéria aorta vão se tornando cada vez menores e mais finas, formando os capilares. A nível dos capilares ocorre a troca gasosa (O2 - CO2) que oxigena os tecidos, passando o sangue a ser venoso, já que este recolhe o gás carbônico liberado nos tecidos. O sangue venoso é recolhido pelas vênulas e chega ao coração, por onde penetra pelas veias cava superior e inferior presentes no átrio direito. Esta circulação que leva sangue arterial aos tecidos e recolhe sangue venoso é denominada grande circulação ou circulação sistêmica. O sangue venoso atravessa a válvula tricúspide do coração e atinge o ventrículo direito, de onde é bombeado para os pulmões e, logo após, conduzido através da artéria pulmonar. Nos capilares pulmonares, ocorre a hematose, ou seja, o sangue capta o oxigênio e libera o gás carbônico. O sangue arterial retorna ao coração, por onde penetra pelas veias pulmonares presentes no átrio esquerdo. Esta circulação que leva sangue venoso aos pulmões e recolhe sangue arterial é denominada pequena circulação ou circulação pulmonar. O sangue arterial atravessa a válvula bicúspide ou mitral do coração e atinge o ventrículo esquerdo, de onde é bombeado para os tecidos, reiniciando o processo circulatório. Assim, temos: GRANDE CIRCULAÇÃO VE Tecidos AD (Circulação Sistêmica) PEQUENA CIRCULAÇÃO (Circulação Pulmonar) Cabeça VD Pulmões AE → Pulmão Aorta Pulmão Localização do nódulo sino-atrial Átrio direito Ventrículo direito Átrio esquerdo Ventrículo esquerdo Fígado Intestino Rins Extremidades inferiores Circulação Humana Biologia - M3 71 Tecnologia ITAPECURSOS 3- CIRCULAÇÃO LINFÁTICA Parte do líquido que extravasa dos capilares sangüíneos é reabsorvido por vasos denominados capilares linfáticos, que se reúnem formando vasos de maior calibre que desembocam nas veias. Esse Iíquido reabsorvido é denominado linfa, apresentando importante papel na remoção de impurezas do sangue e no mecanismo de defesa, conduzindo anticorpos. Antes de retornar às veias, a maior parte da linfa coletada passa por uma série de estruturas denominadas linfonodos ou gânglios linfáticos. Essas estruturas são responsáveis pela filtração da linfa através de células que fagocitam corpos estranhos ao organismo, como bactérias. Caso as bactérias sejam patogênicas, podem ocorrer nos linfonodos manifestações inflamatórias denominadas ínguas. II - SISTEMA RESPIRATÓRIO 1- ANATOMIA DO SISTEMA RESPIRATÓRIO As vias respiratórias humanas são responsáveis pela condução do ar, permitindo a obtenção de oxigênio do ambiente para o metabolismo aeróbio e a eliminação de gás carbônico. As vias respiratórias são: • Fossas Nasais - São duas cavidades que se comunicam com o meio externo através das narinas. As fossas nasais contêm pêlos curtos capazes de reter impurezas presentes no ar inspirado. Apresenta-se também muito vascularizada, permitindo o aquecimento do ar. • Faringe - É um canal comum aos sistemas respiratório e digestivo, permitindo a passagem de ar em direção à laringe e de alimento em direção ao esôfago. • Laringe - É um conduto cartilaginoso com um orifício denominado glote, que a comunica com a faringe. Sobre a glote encontra-se uma membrana cartilaginosa denominada epiglote que, no ato da deglutição, fecha a glote impedindo que o alimento desça pelas vias respiratórias. • Traquéia - É um canal formado de anéis cartilaginosos responsável pela condução do ar até os brônquios. • Brônquios - São dois canais originados através de uma bifurcação da traquéia. Apresentam-se constituídos de anéis cartilaginosos, como a traquéia. Penetram nos pulmões onde se ramificam originando os bronquíolos. • Bronquíolos - São canais que apresentam dimensões microscópicas responsáveis pela condução do ar até os alvéolos pulmonares. • Alvéolos Pulmonares - São sacos membranosos de paredes muito finas que se encontram envolvidos por uma rede de capilares sangüíneos denominados capilares alveolares. Os alvéolos e os capilares alveolares são revestidos por um tecido epitelial simples pavimentoso que, devido à sua reduzida espessura, facilita a troca gasosa ou hematose. Através desse processo, o oxigênio difunde-se para o interior do capilar, sendo recolhido pelo sangue enquanto o gás carbônico difunde-se do capilar para a cavidade alveolar. bronquíolo faringe fossas nasais laringe brônquio traquéia alvéolos pulmão Vias Respiratórias Humanas 72 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Ar Alvéolo CO2 O2 Sangue arterial Sangue Venoso Capilar Hematose 2- MOVIMENTOS RESPIRATÓRIOS Os movimentos respiratórios são de dois tipos: inspiração e expiração. Em ambos é fundamental a participação do músculo diafragma (separa o tórax do abdome) e dos músculos intercostais externos (localizados entre as costelas). • Movimento de Inspiração - Consiste na entrada de ar nos pulmões. A caixa torácica se expande verticalmente mediante a contração do diafragma e horizontalmente mediante a contração dos músculos intercostais externos. Percebe-se que, com a inspiração, o tórax amplia-se, diminuindo a pressão interna. Para a efetivação do movimento de inspiração, a pressão atmosférica deve ser maior que a pressão interna. • Movimento de Expiração - Consiste na saída de ar dos pulmões. A caixa torácica sofre uma diminuição de volume mediante o relaxamento do diafragma e dos músculos intercostais externos. Percebe-se que, com a expiração, o tórax sofre uma retração, aumentando a pressão interna. Para a efetivação do movimento de expiração, a pressão interna deve ser maior que a pressão atmosférica. músculos intercostais contraídos O2 tórax diafragma contraído músculos intercostais relaxados CO2 tórax diafragma relaxado Inspiração Expiração Movimentos Respiratórios A variação da concentração de CO2 no sangue é o principal fator responsável pelo ritmo respiratório. O aumento da concentração de CO2 no sangue estimula uma região do sistema nervoso central denominada bulbo que contém o centro respiratório. Do bulbo são enviados impulsos nervosos para os músculos respiratórios, controlando, dessa forma, o ritmo dos movimentos. Biologia - M3 73 Tecnologia ITAPECURSOS 3- TRANSPORTE DE GASES RESPIRATÓRIOS • TRANSPORTE DE OXIGÊNIO Uma pequena parte do oxigênio presente no sangue é transportada dissolvida no plasma. A maior parte do oxigênio apresenta o seu transporte através da hemoglobina. O oxigênio se combina com a hemoglobina, formando a oxihemoglobina. A grande instabilidade da oxihemoglobina permite que, à medida em que o sangue percorre os capilares dos tecidos, o oxigênio seja liberado e recolhido pelas células. Pulmões Hb + O2 Tecidos • TRANSPORTE DE GÁS CARBÔNICO Uma pequena parte do gás carbônico presente no sangue é transportado dissolvido no plasma. Há também, em pequena escala, o transporte do gás carbônico através da hemoglobina, formando a carbohemoglobina. A grande instabilidade da carbohemoglobina permite que, à medida em que o sangue percorre os capilares alveolares, o gás carbônico seja liberado e recolhido pelos alvéolos. Tecidos Hb + CO2 Pulmões A maior parte do gás carbônico apresenta o seu transporte sob a forma de íons Bicarbonato. O gás carbônico reage com a água formando o ácido carbônico que sofre dissociação, formando os íons H+ e HCO3- . Nos capilares alveolares ocorre a reação inversa e o gás carbônico é liberado, difundindo-se para os alvéolos. A enzima anidrase carbônica produzida pelas hemácias catalisa essas reações. Tecidos CO2 + H2O Pulmões • TRANSPORTE DE MONÓXIDO DE CARBONO O monóxido de carbono é um gás tóxico asfixiante que estabelece com a hemoglobina uma ligação cerca de 250 vezes mais estável que a ligação existente entre o oxigênio e a hemoglobina. A ligação do monóxido de carbono com a hemoglobina forma a carboxihemoglobina. A grande estabilidade de carboxihemoglobina impede que a hemoglobina seja liberada, comprometendo, sobretudo, o transporte de oxigênio. Em recintos fechados, a inspiração de grande quantidade de monóxido de carbono pode levar o indivíduo à morte por asfixia. Hb + CO HbCO (carboxihemoglobina) H2CO3 Pulmões Tecidos H+ + HCO3 – HbO2 (oxihemoglobina) HbCO2 (carbohemoglobina) 74 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS III- SISTEMA EXCRETOR 1- ANATOMIA DO SISTEMA EXCRETOR O sistema excretor é responsável pela eliminação de restos do metabolismo celular e regulação do teor de água e sais minerais presentes no organismo. Apresenta-se constituído por dois rins, dois ureteres, uma bexiga e uma uretra. Os rins se comunicam com a bexiga através dos ureteres, enquanto a bexiga se comunica com o meio externo através da uretra. A urina é formada nos rins e, através dos ureteres, atinge a bexiga, onde é armazenada para posterior eliminação pela uretra. Cada rim apresenta aproximadamente um milhão de néfrons. Os néfrons são as unidades funcionais dos rins responsáveis pela filtração do sangue e formação da urina. veia cava inferior artéria aorta rim ureter bexiga uretra Órgãos do Sistema Excretor 2- ESTRUTURA DO NÉFRON Cada néfron é constituído de: glomérulos de Malpighi, cápsula de Bowman, túbulo contorcido proximal, alça de Henle e túbulo contorcido distal. • Glomérulo de Malpighi - É um conjunto de capilares sangüíneos envolvidos por uma cápsula. O sangue chega ao glomérulo através da arteríola aferente e sai pela arteríola eferente. • Cápsula de Bowman - Envolve o glomérulo de Malpighi, estando ligada ao túbulo contorcido proximal. • Túbulo contorcido proximal - Desemboca na alça de Henle. • Alça de Henle - estrutura em forma de U que se continua com o túbulo contorcido distal. • Túbulo contorcido distal - estrutura final do néfron. Os túbulos renais (contorcido proximal, aIça de Henle e contorcido distal) encontram-se envolvidos por uma extensa rede de capilares que são formados por ramificação da arteríola eferente. Esses capilares se reúnem formando válvulas, que se agrupam formando a veia renal. Os túbulos contorcidos distais de vários néfrons desembocam no túbulo coletor. Os túbulos coletores terminam na pelve renal, que é a região de conexão do rim com o ureter. Arteríola eferente Glomérulo Arteríola aferente Túbulo proximal (em corte) Túbulo distal Cápsula de Bowman (em corte) Vênula Alça de Henle Ramo descendente Tubo coletor Ramo ascendente Estrutura do Néfron Biologia - M3 75 Tecnologia ITAPECURSOS 3- FISIOLOGIA RENAL A fisiologia renal explica como ocorre o processo de formação de urina nos néfrons. Esse processo pode ser dividido em duas etapas: filtração e reabsorção. • Filtração Glomerular - Consiste no extravasamento de parte do plasma sangüíneo dos capilares glomerulares para a cápsula de Bowman. O líquido recolhido pela cápsula de Bowman denomina-se filtrado glomerular. Evidentemente, a maior parte do filtrado deve retornar ao sangue em função da grande quantidade de substâncias aproveitáveis presentes nesse líquido. O filtrado glomerular não contém células sangüíneas nem proteínas, já que estas, devido ao alto peso molecular, não são filtradas. O filtrado apresenta em sua constituição água, sais minerais, carboidratos, aminoácidos, vitaminas, ácido úrico, uréia e outras substâncias. Da cápsula de Bowman, o filtrado alcança o túbulo contorcido proximal, onde se inicia a reabsorção renal, isto é, o retorno das substâncias aproveitáveis ao sangue. arteríola eferente arteríola aferente glomérulo de Malpighi cápsula de Bowman setas indicando o sentido de fluxo da filtração Filtração Glomerular • Reabsorção Tubular - Consiste no retorno das substâncias aproveitáveis ao sangue. No túbulo contorcido proximal ocorre por transporte ativo a reabsorção de sódio, fazendo com que o líquido tubular fique hipotônico em relação ao plasma dos capilares que envolvem essa região. Na porção descendente da alça de Henle ocorre a reabsorção passiva da água, enquanto na sua porção ascendente ocorre reabsorção ativa de sódio. Na porção ascendente não há reabsorção passiva de água, já que as células dessa região são impermeáveis à água. O líquido tubular pouco concentrado atinge o túbulo contorcido distal, havendo reabsorção passiva de água. Além da reabsorção ativa de sódio há, ao longo dos túbulos renais, a reabsorção ativa de aminoácidos e glicose. No túbulo contorcido distal ocorre a secreção ativa ou excreção ativa do plasma para o interior do túbulo. Através desse processo é eliminado o íon H+ que torna a urina ácida, auxiliando também na manutenção do pH do sangue. Alguns antibióticos como a penicilina podem também atingir o túbulo contorcido distal por secreção ativa. Ao final do túbulo contorcido distal a urina já está totalmente formada, podendo ocorrer a nível do túbulo coletor reabsorção passiva da água. Assim podemos dizer que a formação da urina ocorre através da filtração, reabsorção passiva, reabsorção ativa e secreção ativa. Nos indivíduos portadores de diabetes mellitus ocorre presença de glicose na urina (glicosúria), já que o excesso de glicose no sangue não é totalmente reabsorvido. 76 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 4- AÇÃO HORMONAL NO NÉFRON Dois hormônios atuam no néfron: aldosterona e vasopressina. • Aldosterona - Produzida pelo córtex das supra-renais, atua no túbulo contorcido proximal e porção ascendente da alça de Henle estimulando a reabsorção de sódio e a excreção de potássio. • Vasopressina - Também denominada hormônio anti-diurético, é produzida pelo hipotálamo e armazenada na neuro-hipófise. Atua no túbulo contorcido distal e túbulo coletor estimulando a reabsorcão de água. A vasopressina aumenta a permeabilidade das membranas celulares dos referidos túbulos à água. NEURO-HIPÓFISE SUPRA-RENAL ADH ALDOSTERONA RIM DIURESE Hormônios que atuam nos rins IV - SISTEMA DIGESTIVO 1- ANATOMIA DO SISTEMA DIGESTIVO O sistema digestivo é responsável pela quebra de macromoléculas em moléculas menores que podem ser absorvidas pelas células. A esse processo damos o nome de digestão. O tubo digestivo humano é constituído dos seguintes órgãos: boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso e ânus. O tubo digestivo apresenta as seguintes glândulas anexas: glândulas salivares, fígado e pâncreas. A boca é a porção inicial do tubo digestivo, sendo o órgão sede da mastigação e da insalivação. Os dentes aí presentes aumentam a superfície de contato do alimento, facilitando a ação das enzimas digestivas. A boca conduz o alimento até a faringe e daí para o esôfago. Entre o esôfago e o estômago encontra-se uma válvula denominada cárdia, que impede o refluxo do conteúdo gástrico. O estômago apresenta continuidade com o intestino delgado. Entre esses dois órgãos encontra-se uma válvula denominada piloro, que impede o refluxo do conteúdo presente no intestino delgado. O intestino delgado apresenta três porções: duodeno, jejuno e íleo. Na conexão do intestino delgado com o intestino grosso encontra-se a válvula ileocecal, que impede o refluxo do conteúdo presente no intestino grosso. O intestino grosso apresenta seis porções: ceco, colo ascendente, colo transverso e colo descendente, sigmóide e reto. O reto desemboca no ânus, que representa a porção final do tubo digestivo. As glândulas salivares apresentam conexão com a cavidade bucal, lançando aí a saliva, enquanto o fígado e o pâncreas estão conectados ao duodeno, onde lançam, respectivamente, a bile e o suco pancreático. A bile produzida no fígado é inicialmente armazenada na vesícula biliar antes de ser lançada no duodeno. faringe boca esôfago fígado vesícula biliar estômago pâncreas duodeno intestino delgado (jejuno e íleo) intestino grosso apêndice cecal ânus Tubo Digestivo Humano Biologia - M3 77 Tecnologia ITAPECURSOS 2- FISIOLOGIA DA DIGESTÃO DIGESTÃO NA BOCA Em contato com a cavidade bucal encontramos três pares de glândulas salivares: parótidas, submaxilares e sublinguais. Essas glândulas produzem a saliva que é lançada na boca. Na saliva encontramos a enzima amilase salivar ou ptialina, que inicia a digestão do amido quebrando-o em moléculas de maltoses. A boca apresenta pH aproximadamente 7, determinado pela saliva. Esse valor representa o pH ideal para a ação da amilase salivar. Após a deglutição, iniciam-se os movimentos peristálticos ou peristaltismo, que são contrações da musculatura lisa do esôfago, estômago e intestinos impulsionando o alimento ao longo do tubo digestivo. DIGESTÃO NO ESTÔMAGO O estômago é um órgão amplo armazenador de alimento. Em suas paredes ocorre a produção de suco gástrico constituído de ácido clorídrico (HCl) e enzimas. O ácido clorídrico determina o pH aproximadamente 2 do estômago, que é indispensável para a ação enzimática nesse órgão. A principal enzima estomacal é a pepsina, que é lançada na cavidade gástrica em sua forma inativa denominada pepsinogênio. Em presença de HCl, o pepsinogênio é ativado em pepsina. O papel biológico da pepsina é iniciar a digestão das proteínas quebrando-as em polipeptídios ou frações peptídicas. No estômago ocorre a quimificação que representa o processo de formação do quimo. O quimo pode ser entendido como sendo uma massa pastosa constituída pela mistura do alimento com o suco gástrico. DIGESTÃO NO INTESTINO DELGADO Em contato com o duodeno (primeira porção do intestino delgado) encontra-se o fígado, que produz a bile, e o pâncreas, que produz o suco pancreático. A bile lançada no duodeno não contém enzimas digestivas. Apresenta os sais biliares que emulsificam as gorduras aumentando a sua superfície de contato e facilitando, assim, a ação das lipases (enzimas que digerem os lípides). O suco pancreático lançado no duodeno é rico em enzimas. Esse suco determina o pH aproximadamente 8 do intestino delgado. As principais enzimas presentes no suco pancreático são lipase, tripsinogênio, amilase e nuclease. As lipases quebram os lípides em ácidos graxos e álcool. O tripsinogênio é uma enzima inativa. A ativação do tripsinogênio em tripsina é feita por uma enzima presente no suco entérico (produzido no intestino delgado) denominada enterocinase. A ação da tripsina é iniciar a digestão das proteínas que não foram “atacadas” pela pepsina, quebrando-as em polipeptídeos. A amilase pancreática ou amilopepsina inicia a digestão das moléculas de amido que não foram “atacadas” pela amilase salivar, quebrando-as em moléculas de maltoses. As nucleases quebram os ácidos nucléicos em nucleotídeos. O suco entérico é produzido pela mucosa intestinal, apresentando as seguintes enzimas: enterocinase, peptidases e dissacaridases. A enterocinase ativa o tripsinogênio em tripsina. As peptidases quebram polipeptídios em aminoácidos, concluindo a digestão das proteínas. As dissacaridases quebram os dissacarídeos em monossacarídeos. As principais dissacaridases são: maltase, sacarase e lactase. A maltase quebra a maltose em duas moléculas de glicose. A sacarase quebra a sacarose em uma fígado esôfago parótidas sublinguais submaxilares Localização das Glândulas Salivares estômago pâncreas vesícula biliar duodeno Localização do Fígado e Pâncreas molécula de glicose e outra de frutose. A lactase quebra a lactose em uma molécula de glicose e outra de galactose. O intestino delgado apresenta aproximadamente 6m de comprimento, sendo o órgão do tubo digestivo responsável pela maior parte da digestão e aborção dos produtos da digestão. As células do epitélio do intestino delgado apresentam microvilosidades que aumentam consideravelmente a superfície de absorção. No intestino delgado ocorre a quilificação, que representa o processo de formação do quilo. O quilo pode ser entendido como sendo uma massa pastosa constituída pelo quimo, bile, suco pancreático e suco entérico. 3- PAPEL DO INTESTINO GROSSO O intestino grosso apresenta aproximadamente 1,5m de comprimento, sendo responsável pela absorção de água e eletrólitos do bolo fecal, dando consistência normal às fezes. Algumas bactérias presentes neste órgão fornecem ao organismo as vitaminas B 12 e K. No intestino grosso ocorre digestão química. Suas principais funções são formação e armazenamento de fezes, além de absorção de água. 78 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS V - SISTEMA NERVOSO 1- DIVISÃO ANATÔMICA DO SISTEMA NERVOSO O sistema nervoso e o sistema endócrino são considerados sistemas de integração, já que controlam o funcionamento dos demais sistemas. Anatomicamente, o sistema nervoso é dividido em Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP). SISTEMA NERVOSO CENTRAL É constituído pelo encéfalo e pela medula espinhal. O encéfalo está localizado no interior da caixa craniana, enquanto a medula percorre o interior da coluna vertebral. Encéfalo e medula encontram-se envolvidos por três membranas denominadas meninges. De fora para dentro, as meninges são denominadas dura-mater, aracnóide e pia-mater. Entre as meninges encontra-se presente o líquido cefalorraquidiano ou líquor, com a função de amortecer choques mecânicos. O encéfalo é dividido em quatro porções: cérebro, cerebelo, ponte e bulbo. cérebro ponte cerebelo bulbo medula espinhal Sistema Nervoso Central Cérebro - É a porção mais desenvolvida do encéfalo. A superfície do cérebro (córtex cerebral) apresenta uma série de circunvoluções que aumentam a sua superfície, abrigando maior número de neurônios. O córtex cerebral controla as ações voluntárias do indivíduo, além de abrigar centros nervosos relacionados à inteligência, memória e sensibilidade. Cerebelo - Situado na região posterior do encéfalo, controla o equilíbrio do corpo e o tônus muscular. Ponte - É uma região de cruzamento de importantes vias nervosas. É um centro condutor de impulsos nervosos. Bulbo - Também denominado bulbo raquidiano, está situado logo acima da medula espinhal, comandando o ritmo cardiorespiratório. O bulbo abriga centros nervosos relacionados a deglutição, vômito, tosse e espirro. A medula espinhal é uma base cilíndrica que percorre o interior da coluna vertebral. É importante na integração de reflexos e na condução de impulsos nervosos para o encéfalo e do encéfalo para as regiões periféricas do corpo. Dura-máter SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO É constituído por 12 pares de nervos cranianos (partem do encéfalo) e 31 pares de nervos raquidianos (partem da medula espinhal). Os nervos são cordões de fibras nervosas que estabelecem a conexão do sistema nervoso central com a periferia. De acordo com o sentido da transmissão do impulso nervoso, os nervos são classificados em sensitivos, motores e mistos. Nervos sensitivos ou aferentes - conduzem os impulsos nervosos dos órgãos receptores até o sistema nervoso central. Nervos motores ou eferentes - conduzem os impulsos nervosos do sistema nervoso central até os órgãos efetuadores. Nervos mistos - possuem fibras sensitivas e motoras. Os nervos raquidianos estão conectados à medula espinhal através de uma raiz dorsal, através da qual chegam as fibras sensitivas e de uma raiz ventral através da qual saem as fibras motoras. Biologia - M3 Aracnóide Cavidade subaracnóidea Pia-máter Tecido nervoso Vaso sangüíneo Meninges Meninges 79 Tecnologia ITAPECURSOS 2- ARCO REFLEXO O arco reflexo representa a unidade anatomofuncional do sistema nervoso. Os componentes de um arco reflexo são: 1. Receptor na pele, nas mucosas ou nos tendões. 2. Nervo sensitivo ou aferente que conduz o impulso nervoso até o sistema nervoso central. 3. Centro de integração que traduz a informação sensitiva e envia um impulso motor para o órgão que deve responder ao estímulo. 4. Nervo motor ou eferente que conduz o impulso nervoso até um órgão efetuador. 5. Órgão efetuador, que é a estrutura (músculo ou glândula) que reage ao estímulo. GÂNGLIO RAIZ SENSITIVA (DORSAL) NERVO 1 2 3 RAQUIDIANO 4 5 MEDULA EM CORTE TRANSVERSAL RAIZ MOTORA (VENTRAL) SUBSTÂNCIA CINZENTA, INTERNA SUBSTÂNCIA BRANCA, EXTERNA Arco Reflexo Na maior parte dos arcos reflexos ocorre a participação de um ou mais neurônios de associação que estabelecem a conexão entre o neurônio sensitivo e o neurônio motor. A maioria dos reflexos apresentam a medula como sede, sendo que o impulso nervoso também é conduzido pela medula até o cérebro onde, ao ser interpretado, confere ao indivíduo a consciência do fato ou a sensação de dor. 3- SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO O sistema nervoso autônomo (S.N.A.) controla as funções viscerais do organismo. Apresenta apenas fibras eferentes ou motoras, já que os impulsos nervosos partem do sistema nervoso central para as estruturas viscerais, como músculos lisos e glândulas. O sistema nervoso autônomo apresenta ação involuntária, sendo subdividido em simpático e parassimpático com ações antagônicas. SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO SIMPÁTICO O sistema nervoso autônomo simpático apresenta fibras nervosas que, quando estimuladas, liberam adrenalina como mediador químico. Observe na figura ao lado as principais ações controladas pelo sistema nervoso autônomo simpático. Em situações de emergência, ocorrem ações desencadeadas pelo sistema nervoso autônomo simpático.    Íris: dilatação da pupila Glândulas salivares: secreção viscosa e pouco abundante Freqüência cardíaca aumenta Brônquios dilatam Peristaltismo diminui Glicogenólise no fígado aumenta Bexiga: relaxamento muscular e contração do esfíncter da uretra Pressão sangüínea aumenta Músculos eretores dos pêlos: ereção dos pêlos Vasos sangüíneos periféricos: vasoconstrição Glândulas lacrimais; secreção escassa Atividade mental aumenta Metabolismo basal aumenta e também 80 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO PARASSIMPÁTICO O sistema nervoso autônomo parassimpático apresenta fibras nervosas que, quando estimuladas, liberam acetilcolina como mediador químico. Observe as principais ações controladas pelo sistema nervoso autônomo parassimpático. Íris: contração da pupila Glândulas salivares: secreção fluida e abundante Freqüência cardíaca diminui Brônquios diminuem Peristaltismo aumenta e também Nenhuma ação de glicogenólise no fígado Bexiga: contração muscular e relaxamento do esfíncter da uretra    Pressão sangüínea diminui Músculos eretores dos pêlos: ausência de inervações; portanto, não há ação sobre o músculo Vasos sangüíneos periféricos: nenhuma ação Glândulas lacrimais; secreção abundante Atividade mental diminui Metabolismo basal diminui 4- TERMINAÇÕES NERVOSAS As terminações nervosas são divididas em dois tipos: livres e encapsuladas. As terminações nervosas livres são responsáveis pela percepção da dor, enquanto as terminações nervosas encapsuladas formam corpúsculos com atividades sensoriais específicas. Os corpúsculos formados estão presentes na pele e nas mucosas e são classificados em: • Corpúsculos de KRAUSE - receptores de frio • Corpúsculos de RUFFINI - receptores de calor • Corpúsculos de MEISSNER - receptores de tato • Corpúsculos de VATER-PACINI - receptores de pressão VI - SISTEMA ENDÓCRINO 1- DIVISÃO ANATÔMICA DO SISTEMA ENDÓCRINO O sistema endócrino é constituído por uma série de estruturas denominadas glândulas endócrinas. Estas estruturas produzem hormônios que são compostos orgânicos lançados no sangue, capazes de estimular ou inibir a atividade de determinados órgãos denominados órgãos-alvo. Cada órgão-alvo apresenta receptores químicos específicos para determinado hormônio. Juntamente com o sistema nervoso, o sistema endócrino é um sistema de integração, contribuindo para a manutenção da homeostase. As principais glândulas endócrinas humanas são: hipófise, tireóide, paratireóides, supra-renais, testículos e ovários. O pâncreas apresenta uma parte endócrina e uma parte exócrina, razão pela qual é considerado uma glândula anfícrina ou mista. Biologia - M3 81 Tecnologia ITAPECURSOS TIREÓIDE E PARATIREÓIDES HIPÓFISE SUPRA-RENAL PÂNCREAS (GLÂNDULA MISTA) TESTÍCULOS OVÁRIO Principais Glândulas Endócrinas Humanas 2- REGULAÇÃO HORMONAL A regulação da produção e liberação de hormônios ocorre através de um mecanismo conhecido como feedback ou retroalimentação. Através desse mecanismo, o aumento ou diminuição de determinada função provoca uma alteração no organismo, desencadeando uma correção funcional e contribuindo, assim, para a manutenção da homeostase. Na regulação hormonal ocorre feedback negativo, ou seja, a alteração funcional ocorre em um sentido e a reação para a correção ocorre em sentido contrário. Observe um exemplo de feedback negativo: a hipófise produz o hormônio tireotrófico que estimula a produção do hormônio tiroxina pela tireóide. À medida em que o nível de tiroxina aumenta no sangue, a hipófise vai sendo inibida e a produção do hormônio tireotrófico se reduz, fato que provoca a inibição da atividade da tireóide. À medida em que o nível de tiroxina diminui no sangue, a hipófise vai sendo estimulada e a produção do hormônio tireotrófico aumenta, provocando um estímulo à função tireoideana. INIBE HORMÔNIO TIREOTRÓFICO ALTAS TAXAS TIREÓIDE TIROXINA BAIXAS TAXAS HIPÓFISE ESTIMULA Qualquer variação de dosagem hormonal no sangue pode levar a alterações funcionais diversas denominadas disfunções. Taxas hormonais acima do normal são hiperfunções, enquanto taxas abaixo do normal são hipofunções. 82 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 3- ESTUDO DAS GLÂNDULAS ENDÓCRINAS 3.1) HIPÓFISE Também denominada pituitária, localiza-se na base do cérebro em uma cavidade do osso esfenóide denominada sela túrcica. A hipófise controla o funcionamento de outras glândulas e apresenta-se dividida em três partes: adenohipófise, parte intermediária e neurohipófise. ADENOHIPÓFISE É o lobo anterior da hipófise capaz de produzir uma série de hormônios. A atividade secretora da adenohipófise é controlada por substâncias produzidas pelo hipotálamo denominadas hormônios liberadores. Os hormônios produzidos pela adenohipófise são: • Hormônio Somatotrófico (STH) Também denominado hormônio do crescimento, estimula o desenvolvimento do indivíduo. A produção excessiva desse hormônio na infância acarreta o gigantismo, enquanto a produção insuficiente leva ao nanismo. No indivíduo adulto, a produção excessiva do hormônio somatotrófico provoca a acromegalia, caracterizada pelo crescimento exagerado das extremidades do corpo (mãos, pés, nariz, mandíbula e queixo). • Hormônio Tireotrófico (TSH) Controla o funcionamento da tireóide. • Hormônio Adrenocorticotrófico (ACTH) Controla o funcionamento do córtex (parte mais externa) das adrenais (supra-renais). • Hormônios Gonadotróficos Controlam o funcionamento das gônadas (testículos e ovários). Os hormônios gonadotróficos são: hormônio folículo estimulante, hormônio luteinizante e hormônio luteotrófico. - Hormônio Folículo Estimulante (FSH) - No homem, estimula a espermatogênese nos túbulos seminíferos, enquanto na mulher estimula o amadurecimento dos folículos ovarianos. - Hormônio Luteinizante (LH) - No homem, esse hormônio é também chamado hormônio estimulante das células intersticiais (ICSH), já que estimula estas células a produzir testosterona, o hormônio sexual masculino. Na mulher, o hormônio luteinizante é responsável pela ovulação e pela formação do corpo lúteo, estrutura que secreta altas taxas de progesterona e pequena quantidade de estrógeno. Progesterona e estrógeno são os hormônios sexuais femininos. - Hormônio Luteotrófico (LTH) - Também denominado prolactina ou hormônio lactogênico, estimula a manutenção do corpo lúteo durante as primeiras semanas de gravidez, além de estimular a produção de leite pelas glândulas mamárias. PARTE INTERMEDIÁRIA Na espécie humana, essa parte apresenta função pouco importante. A parte intermediária produz um hormônio denominado intermedina, que atua sobre os melanóforos estimuIando a dispersão dos grânulos de melanina, modificando a cor da pele de peixes, anfíbios e répteis. NEUROHIPÓFISE Hipotálamo É o lobo posterior da hipófise, que não produz hormônios. A neurohipófise armazena dois hormônios produzidos no hipotálamo, estrutura vizinha da Neurohipófise hipófise. Os hormônios hipotalâmicos armazenados na neurohipófise são: Adenohipófise • Hormônio anti-diurético (ADH) Também denominado vasopressina ou pitressina, atua nos túbulos contorcidos distais e túbulos coletores dos néfrons estimulando a reabsorção de água pelos capilares peritubuIares. A produção excessiva Parte intermediária desse hormônio aumenta a pressão sangüínea devido a uma vasoconstrição generalizada induzida pelo hormônio, acompanhada de acúmulo de água Hipófise e Hipotálamo nos espaços intercelulares (edema). A produção insuficiente do hormônio anti-diurético provoca a diabetes insipidus que consiste na eliminação excessiva de urina diluída (poliúria) acompanhada de sede intensa. Há indícios de que o álcool inibe a produção de ADH, facilitando a diurese. • Ocitocina Estimula as contrações da musculatura lisa do útero (miométrio) durante o parto, além de estimular a ejeção do leite durante a amamentação. Biologia - M3 83 Tecnologia ITAPECURSOS 3.2) TIREÓIDE Localiza-se sobre os primeiros anéis da traquéia, na porção anterior do pescoço. Produz os seguintes hormônios: • Triiodotironina (T3) e Tetraiodotironina (T4 ou Tiroxina) São hormônios que estimulam o metabolismo geral do organismo. O hipertireoidismo acarreta a exoftalmia, que se caracteriza pela projeção dos olhos para fora das órbitas. Além da exoftalmia, o hipertireoidismo promove perda de peso, taquicardia, nervosismo, insônia, hipertermia, aumento da pressão arterial, etc. O hipotireoidismo acarreta na criança o cretinismo e no adulto o mixedema. O cretinismo é caracterizado por alterações no desenvolvimento físico, mental e sexual, enquanto o mixedema manifesta-se através de infiltração de tecido mucoso embaixo da pele que, em decorrência disso, engrossa. Além do mixedema, o hipotireoidismo promove no adulto ganho de peso, bradicardia, apatia, sonolência, hipotermia, diminuição da pressão arterial, etc. A carência de iodo na alimentação impede a produção de T3 e T4, determinando uma intensa produção de TSH pela adenohipófise. Com isso, a tireóide cresce exageradamente surgindo o bócio (papo). • Calcitonina Estimula a retirada de íons cálcio (Ca++) do sangue e a sua deposição nos ossos e dentes. Por diminuir a taxa de cálcio no sangue (CALCEMIA), a calcitonina apresenta ação hipocalcemiante. laringe tireóide traquéia paratireóides Tireóide e Paratireóides 3.3) PARATIREÓIDES São dois pares de pequenas glândulas que se encontram aderidas à tireóide. As paratireóides não sofrem estimulação hipofisária e secretam o paratormônio, que estimula a ação dos osteoclastos, células que absorvem fragmentos de tecido ósseo, lançando íons cálcio (Ca++) no sangue. Por aumentar a taxa de cálcio no sangue (calcemia), o paratormônio apresenta ação hipercalcemiante. O hiperparatireoidismo acarreta a hipercalcemia (excesso de cálcio no sangue), levando à formação de cálculos renais e biliares. Com a diminuição da taxa de cálcio nos ossos, pode ocorrer um quadro de fragilidade óssea denominado osteoporose. O hipoparatireoidismo acarreta a hipocalcemia (pequena quantidade de cálcio no sangue), levando a um quadro de contrações musculares involuntárias denominado tetania que pode acarretar a morte por parada cardiorespiratória. 84 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 3.4) SUPRA-RENAIS Também denominadas adrenais, são duas glândulas localizadas sobre os rins. Cada supra-renal tem duas partes distintas: córtex e medula. O córtex é a porção mais externa da glândula capaz de produzir os hormônios corticóides. Os corticóides são de três tipos: glicocorticóides, mineralocorticóides e sexocorticóides. medula da supra-renal córtex da supra-renal • Glicocorticóides - Apresentam ação anti-inflamatória e anti-histamínica (anti-alérgica), além de levar à síntese de glicose a partir de aminoácidos. Os principais glicocorticóides são a cortisona e a hidrocortisona (cortisol). rim • Mineralocorticóides - Estimulam a reabsorção ativa de sódio e a eliminação ativa de potássio pelos túbulos renais. O principal mineralocorticóide é a aldosterona, que atua no túbulo contorcido proximal LocaIização e partes da Supra-Renal e na porção ascendente da alça de Henle. • Sexocorticóides - Suplementam a ação dos hormônios sexuais produzidos pelos testículos e ovários. O principal sexocorticóide é a corticosterona, que apresenta efeito masculinizante no homem e na mulher. A medula é a porção mais interna da glândula capaz de produzir dois hormônios: adrenalina e nor-adrenalina. As ações desses hormônios já foram mencionadas no estudo do sistema nervoso autônomo simpático. Em situações de emergência, a adrenalina é lançada no sangue, preparando o organismo para uma reação ante uma situação desfavorável. A hiperfunção das supra-renais acarreta a SÍNDROME DE CUSHING, que se caracteriza por taquicardia, aumento da pressão arterial, edema, diminuição do volume de urina e virilização na mulher. A hipofunção das supra-renais acarreta a DOENÇA DE ADDISON, que se caracteriza por bradicardia, diminuição da pressão arterial, perda de grande quantidade de sódio na urina, diarréia, enfraquecimento geral e escurecimento da pele. 3.5) TESTÍCULOS Localizados no interior da bolsa escrotal, apresentam as células de Leydig ou células intersticiais responsáveis pela produção de testosterona, o hormônio sexual masculino. O estímulo para a produção desse hormônio é dado pelo ICSH produzido pela adenohipófise. A testosterona é responsável pelo desenvolvimento das características sexuais secundárias do homem, como distribuição de pêlos no corpo, tipo de voz, desenvolvimento dos órgãos genitais, dentre outros. Além disso, a testosterona é responsável pelo aparecimento da libido e amadurecimento dos espermatozóides. LOBO ANTERIOR HIPÓFISE FSH ICSH TESTÍCULO EPIDÍDIMO LÓBULO CANAL DEFERENTE ESTIMULAÇÃO DA ESPERMATOGÊNESE SECREÇÃO DE TESTOSTERONA CÉLULAS DE LEYDIG (= CÉLULAS INTERSTICIAIS) TÚBULOS SEMINÍFEROS (ESQUEMÁTICO) LÓBULO TESTICULAR Estimulação dos testículos pelo FSH e ICSH Biologia - M3 85 Tecnologia ITAPECURSOS 3.6) OVÁRIOS Localizados na parte inferior da cavidade abdominal, produzem estrógeno e progesterona, os hormônios sexuais femininos. O estrógeno ou estradiol é produzido pelo folículo ovariano e pelo corpo lúteo. Estimula a reconstituição do endométrio após a menstruação, estimula o alargamento dos quadris e o desenvolvimento da genitália externa feminina. Além disso, o estrógeno é responsável pelo aparecimento da libido. A progesterona é produzida pelo corpo lúteo e, em caso de gravidez, pela placenta. Prepara o organismo para a gravidez, aumentando a atividade secretora das glândulas mamárias e das células que revestem a parede uterina. Além disso, a progesterona apresenta ação anti-abortiva, já que inibe as contrações do miométrio. ADENO-HIPÓFISE FSH EPITÉLIO GERMINATIVO FSH LH LTH OVÁRIO FOLÍCULOS JOVENS FOLÍCULO MADURO CORPO LÚTEO ESTRÓGENOS PROGESTERONA CORPO LÚTEO MENSTRUAL (ATROFIADO) EXPULSÃO TAXA DE ESTRÓGENOS SA NG ENDO UE MÉ E S TR EC IO RE ÇÕ ES FASE PROLIFERATIVA FASE SECRETORA O ÚTER 7 14 21 28 DIAS OVULAÇÃO CICLO MENSTRUAL Produção do estrógeno e progesterona durante o ciclo menstrual 86 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 3.7) PÂNCREAS O pâncreas é uma glândula anfícrina ou mista, já que apresenta uma parte endócrina e uma parte exócrina. A parte exócrina é mais desenvolvida, sendo responsável pela produção do suco pancreático. Dispersas na parte exócrina do pâncreas, observam-se pequenas ilhas de células que constituem a parte endócrina denominada ILHOTAS DE LANGERHANS. As ilhotas de Langerhans produzem dois hormônios: insulina e glucagon. Esses hormônios controlam a taxa de glicose no sangue que, em condições normais, situa-se entre 70 e 110 mg/100 ml de sangue. • Insulina Produzida pelas células b das ilhotas de Langerhans, esse hormônio estimula a captação de glicose pelas células hepáticas e musculares e a polimerização de moléculas de glicose, formando glicogênio. Em outras palavras, a insulina diminui a taxa de glicose no sangue (GLICEMIA) apresentando, assim, ação hipoglicemiante. O hiperinsulinismo é caracterizado pelo excesso de insulina no sangue circulante. Com isso, ocorre uma diminuição da taxa de glicose no sangue (hipoglicemia), levando à sensação de fraqueza muscular, fadiga, sonolência e sensação de fome. Esses sintomas podem ser explicados por momentos de excitação e de depressão generalizadas do sistema nervoso central causados pelo abaixamento da concentração de glicose no sangue. O hipoinsulinismo é caracterizado pela produção insuficiente de insulina, diminuindo sua quantidade no sangue circulante. Com isso, ocorre um aumento da taxa de glicose no sangue (hiperglicemia), condição essa denominada diabetes mellitus. Nessa patologia, pode-se detectar glicose na urina (glicosúria), já que a capacidade de reabsorção de glicose nos rins é ultrapassada. A presença de glicose nos túbulos renais leva a uma retenção de água que é eliminada pelo organismo, acarretando um aumento no volume de urina (poliúria) e uma tendência à desidratação. A incapacidade celular de utilização da glicose provoca sensação de fraqueza muscular e fome. • Glucagon Produzida pelas células a das ilhotas de Langerhans, esse hormônio estimula a hidrólise do glicogênio hepático formando moléculas de glicose que são lançadas no sangue. Em outras palavras, o glucagon aumenta a taxa de glicose no sangue (GLICEMIA) apresentando, assim, ação hiperglicemiante. Quando a taxa de glicose do sangue diminui, o pâncreas libera o glucagon para aumentar a glicemia. pâncreas pâncreas duodeno insulina glucagon Localização do Pâncreas glicose sangüínea glicogênio Ação da Insulina e do Glucagon Biologia - M3 87 Tecnologia ITAPECURSOS Diversidade dos Seres Vivos - Parte III - Questões Objetivas 1) (UFPR) Relacione as colunas e assinale a alternativa correta: (1) coanócitos (2) células nervosas (3) átrio (4) mesênquima (5) cnidoblastos a) 3 2 5 1 4 b) 5 3 2 1 4 ( ( ( ( ( ) cavidade central das esponjas ) células de defesa dos celenterados ) mesogléia, abaixo da epiderme ) digestão intracelular dos poríferos ) camada média da estrutura corporal dos poríferos c) 5 2 3 1 4 d) 3 5 2 4 1 e) 3 5 2 1 4 2) (UFMG) Em relação ao organismo representado pelo desenho, a alternativa CERTA é: a) Trata-se de um triblástico acelomado, que pode apresentar pés ambulacrários e células flama na idade adulta. b) Trata-se de um diblástico, podendo apresentar reprodução sexuada e assexuada. c) É um enterocelomado com células urticantes usadas para defesa. d) Apresenta cavidade celomática ocupando a maior parte do corpo e possui pés ambulacrários. e) Apresenta, em seu desenvolvimento embrionário, blástula com blastoderme e com blastóporo. Tentáculo Boca Nematocisto Testículo Broto Ovário “Pé” 3) (UFMG) Observe o esquema do ciclo vital de um animal de vida aquática. Com base na análise desse esquema, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: a) 1 e 2 são resultantes de reprodução assexuada. b) 3 representa o estágio de quatro blastômeros. c) 4 representa fase larvária diplóide de vida livre. d) 5 é um indivíduo adulto fixo, em que ocorre meiose. e) No ciclo, ocorre alternância de geração. 3 88 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 4) (FCMMG) ...”As Fisálias arrastavam, a favor das correntes, intermináveis filamentos carregados de minúsculos arpões venenosos cuja ação, renovada sobre o homem já atingido, pode acarretar a morte sob o efeito da anafilaxia”... (A FANTÁSTICA BARREIRA DE CORAL, BERNARD GORSKY, P.43 ) Sabendo-se que as Fisálias são hidrozoários coloniais popularmente conhecidas como caravelas, podemos afirmar que o autor, ao citar os “arpões venenosos”, referia-se aos: a) Solenócitos b) Estatocistos c) Tricocistos d) Cnidoblastos e) Pedicelários 5) (MED-ABC) Considere o esquema abaixo, sobre o ciclo de vida do Schistosoma mansoni. III As três formas I, II e III, sob as quais o parasito pode ser encontrado na água, podem corresponder correta e respectivamente a: Caramujo a) Miracídio, cercária e ovo. b) Ovo, miracídio e cercária. c) Cercária, miracídio e ovo. d) Ovo, cercária e miracídio. e) Miracídio, ovo e cercária. Homem I II 6) (FCMMG) Touro (21-04 a 20-05) Regido pelo planeta Vênus, representa a lealdade, o vigor, o poder de relaxamento, de concentração e o poder de construir e de ensinar – o pesquisador, o professor. Esse animal – o boi – é uma das maiores fontes de alimento para o Homem, que consome sua musculatura, geralmente abundante, por ser esse um animal de grande porte. Com relação à musculatura, consumida como alimento, assinale a resposta que encerra um conceito CORRETO: a) O músculo é um tecido fundamental, cujas células são sempre mononucleadas e de elevado poder de reprodução mitótica. b) A digestão do músculo é feita principalmente no estômago, por ação da pepsina e no intestino delgado, por ação da tripsina. c) A estriação transversal verificada em alguns tipos de músculo refere-se ao fato de poderem ou não responder aos estímulos nervosos, de acordo com a lei do tudo ou nada. d) A contração dos músculos está relacionada com o poder das moléculas, existentes no citoplasma do miócito, que podem encurtar de comprimento e diminuir, assim, o comprimento global das células. e) A carne do boi pode transmitir uma verminose, cujo agente é a Taenia solium. 7) (FUVEST-SP) Existem animais que não possuem órgão ou sistema especializado em realizar trocas gasosas. Na respiração, a absorção do oxigênio e a eliminação do gás carbônico ocorrem por difusão, através da superfície epidérmica. É o caso da: a) planária b) ostra c) drosófila d) barata e) aranha 8) (CESGRANRIO) Se as fezes não fossem lançadas no chão ou nos rios, a incidência de algumas doenças diminuiria. Assinale a opção que indica duas dessas doenças. a) ancilostomose e doença de Chagas. b) febre amarela e doença de Chagas. c) malária e esquistossomose. d) esquistossomose e ancilostomose. e) malária e doença de Chagas. 9) (UFMG) Evitar a contaminação de alimentos, construir fossas e usar calçados são medidas profiláticas que afetarão a incidência de todas as doenças abaixo relacionadas, EXCETO a: a) Malária. b) Esquistossomose. c) Teníase. d) Amebíase. e) Ancilostomíase. Biologia - M3 89 Tecnologia ITAPECURSOS 10) (UFMG) Joaquim e Pedro fizeram exames de sangue. No sangue de Joaquim detectou-se Plasmodium falciparum e, no de Pedro, Wuchereria bancrofti. Joaquim e Pedro provavelmente foram picados, respectivamente, por: a) Culex e Anopheles b) Aedes e Lutzomyia c) Lutzomyia e Culex d) Anopheles e Culex e) Anopheles e Lutzomyia 11) (UFMG) As figuras abaixo foram extraídas da bula de um medicamento e representam procedimentos que podem ser adotados na prevenção de algumas doenças. Beber somente água filtrada ou fervida. Lavar cuidadosamente as frutas e verduras e cozinhar bem os alimentos. Comer apenas carne bem passada. Andar sempre com os pés calçados. Assinale, a alternativa que contém uma verminose que NÃO pode ser evitada por qualquer dos procedimentos apresentados nas figuras. a) Ancilostomíase 12) (PUC-MG) Observe a tabela. EXEMPLOS DE DOENÇAS HUMANAS TRANSMISSÍVEIS POR ALIMENTOS DOENÇA Teníase Cisticercose Amebíase Ascaridíase Tuberculose Hepatite A Brucelose b) Esquistossomose c) Filariose d) Teníase AGENTE ETIOLÓGICO Taenia solium Taenia solium Entamoeba histolytica Ascaris lumbricoides Mycobacterium tuberculosis VHA Brucella sp. ALIMENTO CONTAMINADO Carne de porco Água e verduras Água e verduras Água e verduras Leite Vários Leite Com respeito às doenças listadas na tabela acima, podemos afirmar, EXCETO: a) Quatro delas são causadas por helmintos. b) Duas delas são causadas pela ingestão de ovos do parasita. c) Nem todas elas podem ser tratadas com antibióticos ou vermífugos. d) Duas delas são causadas por organismos procariontes. e) O agente etiológico transmitido pela ingestão de carne de porco realiza reprodução sexuada no intestino humano. 13) (UFMG) Observe as figuras. Os animais representados nessas figuras possuem sistema reprodutor masculino e feminino. Portanto um único indivíduo dessas espécies que sobreviva é capaz de reconstituir toda a população. Assim sendo, esses animais devem apresentar todas as seguintes características, EXCETO: a) Autofecundação. b) Fecundação interna. c) Hermafroditismo. d) Reprodução assexuada. 90 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 14) (UFMG) O escorpião “se suicida”? Nenhum cientista rejeita a tradição popular sem investigar seriamente por que, em geral, pode haver algo de verdadeiro no que o povo diz, embora a interpretação de suas observações nem sempre seja a mais correta. Um cientista, desafiado a demonstrar em público, apesar de seus veementes protestos, o “suicídio” de um escorpião, colocou um algodão embebido em álcool à volta de um Tytius serrulatus e ateou fogo. O bicho ficou desorientado e, movendo-se de um lado para outro, levantou o aguilhão desordenadamente e, sem se ferir, morreu. O mesmo aconteceu com outros Tytius serrulatus posteriormente. E nenhum deles, ao que parece, teve tempo de pensar em suicídio. De acordo com o texto, o cientista: a) reforçou a hipótese popular. b) confirmou uma teoria. c) mostrou que o empirismo é o único caminho para o desenvolvimento da ciência. d) demonstrou que um fato pode ser interpretado erroneamente. e) concluiu que o aguilhão do Tytius serrulatus é uma ineficiente estrutura inoculadora de veneno. 15) (UFMG) Observe o esquema. 1 2 3 Todas as afirmativas referentes aos indivíduos das seqüências 1, 2 e 3 estão corretas, EXCETO: a) Apresentam respiração traqueal e sistema nervoso ventral. b) Pertencem ao mesmo filo e à mesma classe. c) Possuem circulação fechada e excreção por células flama. d) São ametábolos, hemimetábolos, holometábolos, respectivarnente. e) São dióicos e apresentam exoesqueleto quitinoso. 16) (UFMG) Com relação aos mecanismos de excreção desenvolvidos durante a evolução dos seres vivos, todas as afirmativas estão corretas, EXCETO: a) As traquéias dos insetos eliminam produtos nitrogenados. b) O sistema excretor funciona de modo a manter constante a composição do sangue. c) Os protonefrídios são os órgãos de excreção das planárias. d) Os protozoários e os poríferos realizam a excreção por difusão. e) Os rins, assim como os pulmões e a pele, participam da excreção no homem. Biologia - M3 91 Tecnologia ITAPECURSOS 17) (PUC-MG) Considere os seguintes sistemas: I. Locomotor II. Respiratório III. Circulatório IV. Excretor Crustáceos, aracnídeos e insetos são semelhantes quanto aos sistemas: a) I e II b) II e IV c) III e IV d) I e III e) I e IV 18) (UFMG) Observe o esquema de uma barata. Em todas as alternativas, as correspondências entre as estruturas indicadas, respectivamente, pelos números 1, 2, 3, 4 e 5 e as funções nomeadas estão corretas, EXCETO: a) 1 - tátil. 4 cecos gástricos ovário 1 2 5 b) 2 - respiratória. c) 3 - excretora. d) 4 - digestiva. e) 5 - nervosa. 3 reto 19) (UFMG) Em relação a esses animais, todas as alternativas estão corretas, EXCETO: a) Pertencem a um mesmo filo. b) Possuem um habitat marinho. c) Possuem representantes parasitas. d) Relacionam-se evolutivamente aos cordados. e) Apresentam endoesqueleto. 20) (UFMG) Alunos de uma escola de Belo Horizonte realizaram uma coleta de seres vivos nas águas do Córrego da Ressaca. Ao fazerem o relatório, citaram a ocorrência de alguns grupos de organismos. Todas as alternativas apresentam classificações possíveis, EXCETO: a) Algas e crustáceos. b) Bactérias e fungos. c) Equinodermas e poliquetas. d) Insetos e anelídeos. e) Moluscos e platelmintos. 21) (UFMG) Os Equinodermas, além de apresentarem maior semelhança bioquímica com os Cordados do que qualquer outro grupo de invertebrados, são tidos como seus prováveis ancestrais por terem em comum, pelo menos com alguns deles, os caracteres seguintes, EXCETO: a) Larvas semelhantes. b) Celoma enterocélico. c) Deuterostomia. d) Esqueleto interno mesodérmico. e) Sistema nervoso dorsal. 92 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 22) (UFMG) Os vertebrados marinhos, que apresentam corpo vermiforme sem nadadeiras pares, boca em forma de funil que realiza movimentos de sucção na alimentação, esqueleto cartilaginoso e coração com duas cavidades, pertencem ao grupo dos: a) Agnatha. b) Chondrichthyes. c) Osteichthyes. d) Amphibia. e) Reptilia. 23) (UFMG) A linha lateral é uma estrutura importante para orientação em determinados grupos de vertebrados. Os animais portadores da linha lateral são, também, pecilotérmicos e as suas fossas nasais não participam do processo de respiração. Tais vertebrados pertencem ao grupo: a) das aves. b) dos cetáceos. c) dos crocodilianos. d) dos ofídios. e) dos peixes. 24) (UFMG) Observe a figura. Esse animal pertence a uma classe taxonômica que apresenta todas as seguintes características, EXCETO: a) Circulação simples e completa. b) Presença de âmnio. c) Presença de linha lateral. d) Respiração branquial. e) Sistema nervoso dorsal. 25) (UFMG) A sobrevivência de uma espécie deve-se em grande parte às respostas adaptativas adequadas. Dentre as alternativas abaixo, assinale aquela que diferencia animais marinhos daqueles de água doce. a) A velocidade de locomoção no meio. b) A concentração de sais no corpo. 26) (PUC-MG) É CORRETO afirmar que: c) O modo de nutrição. d) A capacidade reprodutiva. Brânquias Corpo Pulmões Corpo Coração A Coração B a) Em A, no coração, circula sangue arterial e venoso em suas cavidades. b) Em A, a circulação é simples e completa e, em B, é dupla, podendo ser incompleta e completa. c) Em B, no coração, entra apenas sangue arterial e sai venoso ou arterial. d) O esquema A pode conter representantes com quatro anexos embrionários. e) O esquema A representa apenas circulação de invertebrados e o esquema B, vertebrados. 27) (UFMG) Todas as aquisições evolutivas citadas referem-se aos primeiros vertebrados que conquistaram definitivamente o ambiente terrestre, EXCETO: a) ovo com casca. b) homeotermia. c) respiração pulmonar. d) desenvolvimento do âmnio. e) fecundação interna. Biologia - M3 93 Tecnologia ITAPECURSOS 28) (UFMG) Analise o quadro comparativo entre serpentes peçonhentas e não peçonhentas representadas abaixo. Todas as alternativas estão corretas quanto a diferenciação dos dois tipos de serpentes, EXCETO: PEÇONHENTAS Triangular, bem destacada do corpo NÃO PEÇONHENTAS Oval, mal destacada do corpo a) FORMA DA CABEÇA Escamas pequenas, diferentes das do corpo b) REVESTIMENTO DA CABEÇA Placas poligonais c) OLHOS Pequenos, com pupila em fenda Grandes, com pupila circular Alongadas, carenadas e imbricadas d) ESCAMAS DO CORPO Achatadas, sem carenas e justapostas Longa e afilada gradualmente e) CAUDA Curta e afilada bruscamente 29) (UFMG) As aves não possuem glândulas sudoríparas e mantêm a temperatura do corpo constante. A estratégia adaptativa utilizada por esses animais, quando a temperatura ambiente está muito alta, é o aumento de: a) perda de água na expiração. b) metabolismo de carboidratos. c) quantidade de gás carbônico no sangue. d) consumo de oxigênio. 30) (UFMG) Todas as afirmativas sobre os mamíferos citados estão corretas, EXCETO: a) Os cangurus e gambás têm em comum o fato de seu desenvolvimento fetal terminar fora do útero, no marsúpio. b) Os mamíferos marinhos como as baleias e golfinhos, e os de água doce, como o boto, têm respiração branquial. c) Os mamíferos monotremos se reproduzem através de ovos. d) Os micos e outros macacos são exemplos de primatas que ocorrem no Brasil. e) Os morcegos são em sua maioria, insetívoros ou frugívoros, sendo úteis na polinização de certas plantas. 31) (UFMG) Durante uma conversa entre dois estudantes, um afirmou que certos animais não possuem umbigo. Exemplificando, o estudante poderia ter citado: a) a baleia. b) a foca. Biologia - M3 c) o gambá. d) o morcego. e) o peixe-boi. 94 Tecnologia ITAPECURSOS 32) (FCMMG) A classificação dos animais em prototérios, metatéros e eutérios tem como referência a presença ou não de: a) Âmnion b) Alantóide c) Placenta 33) (FCMMG) UM PEIXE-BOI FORA D’ÁGUA TRATAMENTO PÔS “CHICA” QUATRO MESES A SECO RECIFE - Pode um peixe viver fora d’água durante mais de quatro meses? O peixe-boi Chica, um exemplar da espécie Trithethus manutus, com mais de 280 quilos e 28 anos de idade, desde os dois criado em cativeiro, mostrou que pode, desde que receba atenção e carinho. Chica mora em um tanque na Praça do Derby, no centro do Recife. Em fevereiro, numa sessão de limpeza de seu corpo, o peixe se assustou e se feriu no dorso. O que parecia um ferimento comum acabou se transformado num processo infeccioso, que pôs em risco a vida do animal. A Prefeitura do Recife então, desenvolveu um programa de atendimento ao peixe que durou quatro meses e exigiu do animal que se aclimatasse fora d’água. Na quinta-feira, funcionários do Município limparam o tanque de Chica e o encheram com água. Depois de analisar o ferimento, os veterinários concluíram que o peixe já pode nadar como antes. A veterinária Rosana Espínola acredita que dentro de um mês Chica estará completamente curado e readaptado à vida em cativeiro. Para alertar a população sobre os cuidados que deve ter com o animal, ela está explicando, em folhetos, todo o processo de medicação de Chica. (GLOBO - 22/06/91) Pelo texto podemos concluir: a) O que foi afirmado é um absurdo, pois peixes não vivem fora d’água. b) O animal citado, na realidade, não é um peixe e sim um mamífero. c) A sobrevivência deveu-se ao fato de ser um peixe pulmonado, do tipo da Pirambóia. d) O animal foi submetido a uma hipotermia para reduzir seu metabolismo e conseqüentemente a sua sobrevivência. e) A atenção dispensada ao animal constituiu-se em molhar sua brânquia periodicamente. 34) (FCC) Considere o seguinte gráfico que representa o consumo de oxigênio de dois animais I e II, em diferentes temperaturas. d) Saco vitelínico e) Todos os anexos embrionários acima. A análise do gráfico permite concluir que: a) I é um pecilotermo e II um homeotermo. b) I é um homeotermo e II um pecilotermo. c) I e II são pecilotermos. d) I e II são homeotermos. e) não há relação entre a temperatura do animal e o seu consumo de oxigênio. Biologia - M3 95 Tecnologia ITAPECURSOS 35) (UFMG) Abaixo estão representadas cinco classes de vertebrados: 1 2 3 4 5 Todas as alternativas significam aquisições evolutivas de uma classe em relação à outra, EXCETO: a) O ovo com casca de 2 em relação a 4 . b) A viviparidade de 5 em relação a c) O alantóide de 2 em relação a 1 . 4 . 2 . 4 em relação a 3 . d) A homeotermia de 1 em relação a e) A independência do “habitat” aquático de 36) (UFMG) A figura representa um conhecido animal dos rios da Amazônia. A característica que permite incluí-lo na classe dos mamíferos e excluí-lo das demais é: a) presença de pêlos. b) homeotermia. c) viviparidade. d) coração tetracavitário. 96 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Questões Discursivas 1) (UFMG) Observe as figuras. 4 2 1 6 7 3 5 8 10 9 11 12 1- EXEMPLIFIQUE, utilizando o número indicado em cada figura, um representante dos filos: a) Arthropoda: b) Mollusca: c) Cnidaria (Coelenterata): d) Chordata: 2- INDIQUE, pelo número, dois representantes de animais que apresentam sistema excretor com: a) Túbulos de Malpighi: b) Rim: 3- CITE três características que permitem distinguir a serpente representada de uma não peçonhenta. a) b) c) 4- CITE a vantagem da presença de bolsa de tinta para a espécie do animal representada na figura 11. Biologia - M3 97 Tecnologia ITAPECURSOS 2) (UFMG) Observe a figura. 1 No ciclo evolutivo da Taenia solium, as setas com a linha contínua estão CORRETAS e uma das setas com linha tracejada está ERRADA. 2 3 ovo Ciclo evolutivo da Taenia solium 1. Para que esse ciclo fique correto, deverá ser eliminada uma das setas com a linha tracejada. CITE o número da seta que está errada. 2. Com base no ciclo evolutivo da Taenia solium, RESPONDA: a) QUAL é o seu hospedeiro definitivo? b) EM QUE órgão se localiza a Taenia adulta? 3. Considerando os sistemas digestivo, circulatório, respiratório e reprodutor, INDIQUE o que estaria presente na Taenia adulta 4. CITE urna medida de saneamento que atue diretamente na incidência da cisticercose suína. 3) (UFMG) Observe o esquema que se refere à diversidade dos vertebrados. Nesse esquema, as áreas A, B, C, D e E correspondem ao número aproximado de espécies atuais em cada grupo. Com base no esquema e em conhecimentos sobre o assunto, responda ao que se pede. 1- NOMEIE os grupos colocando-os em ordem crescente do número de espécies atuais. 98 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 2- CITE as letras correspondentes aos grupos que apresentam: a) respiração branquial na fase adulta: b) excreção de ácido úrico como produto nitrogenado: c) ectotermia (poicilotermia): 3- CITE dois mecanismos evolutivos que permitiram a adaptação dos animais do grupo C fora da água. a) b) 4- CITE duas características que são comuns a todos os grupos representados. a) b) 5- NOMEIE o grupo que mais se aproxima desta curva de sobrevivência e JUSTIFIQUE sua resposta. a) Grupo: b) Justificativa: Origem da Vida - Questões Objetivas 1) (UFRS) Na hipótese heterotrófica sobre a origem da vida, supõe-se que os organismos primitivos obtinham energia do alimento, por meio da: a) respiração aeróbia b) fotólise c) fotossíntese d) biogênese e) fermentação 2) (PUC-MG) De acordo com a teoria da origem da vida, elaborada por Oparin, são condições essenciais para que a vida tenha surgido na Terra, EXCETO: a) Radiações ultravioleta em abundância. d) Espessa camada de ozônio. b) Existência de grande quantidade de descargas elétricas. e) Temperatura elevada. c) Atmosfera com constituição química bem diferente da atual. 3) (UFRS) Considerando a hipótese heterotrófica e os processos energéticos de fermentação, respiração aeróbica e fotossíntese, pode-se dizer que: a) a fotossíntese foi o primeiro processo a ser utilizado pelos seres vivos na obtenção de energia para sua sobrevivência. b) existiam nos oceanos primitivos moléculas complexas, indicativas da existência de realização de respiração aeróbica nos seres vivos primitivos. c) os primeiros seres vivos utilizavam o processo de fermentação para obter a energia indispensável à sua sobrevivência. d) os primeiros seres vivos autótrofos realizavam a fermentação para obter a energia necessária à sua sobrevivência. e) a respiração aeróbica foi o primeiro processo de obtenção de energia realizado pelos seres vivos nos oceanos primitivos. Biologia - M3 99 Tecnologia ITAPECURSOS 4) (CESCEA-SP) A figura abaixo ilustra: 1 2 3 4 1- A solução nutritiva é colocada no frasco. poeira e bactérias nas gotículas de água 2- O gargalo do frasco é curvado em S ao calor da chama. 3- A solução é fervida fortemente durante alguns minutos. 4- A solução é resfriada lentamente e permanece estéril muito tempo. a) o experimento de Pasteur para demonstrar a improcedência da teoria da geração espontânea. b) o ensaio de Pasteur sobre a formação de coacervados. c) o experimento de Redi sobre biogênese. d) o ensaio de Needham sobre a biogênese. e) o experimento de Spallanzani destinado a demonstrar a geração espontânea. 5) (CESGRANRIO) Em 1953, com um aparelho bem engenhoso, o pesquisador Stanley Miller acrescentou um elemento a mais para a compreensão da origem da vida. Reproduzindo as condições ambientais primitivas no seu aparelho, conseguiu obter aminoácidos sem a participação de seres vivos, tendo usado para isso apenas: a) ADN, ATP, acetil-coenzima A e metano b) ADN, ATP, oxigênio, luz e calor c) água, nitrogênio, carbono e faíscas elétricas d) metano, água, NH3, H2 e descargas elétricas e) água, glicose, amônia e radiação luminosa 6) (FCMMG) A ilustração ao lado representa a montagem de MILLER (1953) sobre a evolução dos sistemas químicos. O objetivo do mesmo é demonstrar que: a) A atmosfera primitiva da Terra não possuía oxigênio. b) Os primeiros seres vivos eram autotróficos fermentativos. c) É possível a formação de compostos orgânicos abiogeneticamente, em condições especiais. d) A hipótese heterotrófica da origem da vida é mais consistente que a hipótese autotrófica. e) Os primeiros compostos orgânicos simples surgiram nos mares quentes da Terra primitiva. Água fervendo Fios elétricos Descarga elétrica Vapor d’água Condensador 100 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Questão Aberta 1) (UFMG) O esquema abaixo representa uma hipótese sobre as etapas sucessivas da origem e da evolução da vida. F Para os vírus atuais Organismos fotossintetizantes Para os protistas modernos e organismos pluricelulares modernos E Estruturas primitivas semelhantes a vírus, proteínas + ácido nucléico Primeiras células verdadeiras, semelhantes a bactérias, capazes de respiração mas não de síntese D Agregado com ácido nucléico e, possivelmente, mecanismos respiratórios C Agregado com ácido nucléico e membrana B A Agregado molecular Ácido nucléico Ácidos graxos Carboidratos Aminoácidos 1- CITE três compostos e uma condição física presentes na atmosfera primitiva, indispensáveis ao aparecimento da etapa A. Condição física Compostos 2- EXPLIQUE a importância evolutiva do aparecimento a) de membrana, na etapa C. b) de mecanismos respiratórios, na etapa D. 3- Sabendo que os seres autótrofos surgiram na etapa F, CITE: a) um argumento favorável à hipótese de que os seres até a etapa E eram heterótrofos. b) uma conseqüência do aparecimento dos seres autótrofos. Biologia - M3 101 Tecnologia ITAPECURSOS Evolução - Questões Objetivas 1) (PUC-MG) Numere a segunda coluna de acordo com a primeira. 1 - Lamarckismo 2 - Darwinismo ( ( ( ( ) A falta de função do 3º molar (ciso) nos seres humanos, decorrente dos seus hábitos alimentares, tem induzido seu desaparecimento. ) Para que mamíferos cetáceos se adaptassem à natação, suas patas foram aos poucos se transformando em nadadeiras. ) O uso constante de antibióticos em hospitais tem contribuído para a seleção de um número crescente de bactérias resistentes a eles. ) Para se proteger de predadores, o bicho-pau desenvolveu forma e cor semelhante à de galhos secos. Marque a alternativa que atribui a cada afirmação a respectiva idéia ou teoria evolutiva. a) 1, 2, 1, 2 b) 1, 1, 2, 1 c) 1, 2, 1, 1 d) 2, 2, 1, 2 e) 1, 1, 2, 2 2) (PUC-MG) NÃO constitui idéia do Darwinismo: a) Os organismos vivos apresentam variações hereditárias e, portanto, transmissíveis. b) Os insetos se acostumam ao DDT e adquirem resistência contra ele. c) Organismos com variações favoráveis, num determinado ambiente, estarão mais capacitados a sobreviver. d) Devido às exigências alimentares, os organismos competem entre si, lutando pela existência. e) Os organismo vivos têm grande capacidade de reprodução, mas o suprimento alimentar reduzido impede que muitos cheguem à idade de procriação. 3) (CESESP-PE) A seleção natural é um fator de evolução: a) de resultado rápido e caracterizada pelo aumento da variedade genética. b) de resultado rápido e caracterizada pela diminuição da variedade genética. c) de resultado lento e caracterizada pelo aumento da variedade genética. d) de resultado lento e caracterizada pela diminuição da variedade genética. e) de resultado rápido, não se caracterizando pelo aumento ou diminuição da variedade genética. 4) (PUC-SP) Na tentativa de explicar o mecanismo através do qual os organismos evoluem, salientaram-se os cientistas Jean-Baptiste Lamarck e Charles Darwin. Para o primeiro, existe um fator que é a causa da variação e, para o segundo, esse mesmo fator é o que seleciona. O fator mencionado acima: a) é a grande capacidade de reprodução dos organismos vivos. b) são as variações hereditárias transmissíveis. c) é o uso e desuso. d) é o ambiente. e) é a reprodução sexuada. 5) (UFRS) Contaminações ambientais com material radioativo, como aconteceu em Chernobyl (Ucrânia), em 1986, são perigosas para os seres vivos porque: a) provocam mutações. b) causam diminuição da oxigenação das células. c) impedem o envelhecimento celular. d) aceleram muito o metabolismo da síntese protéica. e) estimulam muito o crescimento celular. 6) (PUC-MG) Dos fatores abaixo, o único que adiciona material genético novo à espécie é: a) seleção natural. b) recombinação genética. c) migração. d) mutação. e) deriva genética. 102 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 7) (FCMMG) Informações Congeladas As geleiras, muitas vezes, são portadoras de dados importantes sobre o passado. A água que as forma permanece nelas milhares de anos, podendo manter aprisionados importantes elementos préhistóricos, principalmente animais. Recentemente foi descoberto na Sibéria (Norte da URSS) um pequeno animal pré-histórico congelado, muito parecido com um elefante. Reunindo informações, como as que o estudo desse “elefantinho” pode oferecer, chegamos cada vez mais perto de conhecer como realmente era o ambiente da Terra no passado; peças a mais para o estudo da evolução dos seres vivos. Estes organismos preservados por meios diversos constituem verdadeiros testemunhos do passado e são denominados de: a) Paleontolíticos. b) Elos Perdidos. c) Ictiólitos. d) Fósseis. e) Mamutes. 8) (PUC-PR) A mão humana e a pata anterior do cavalo, do ponto de vista embriológico e funcional, são estruturas anatômicas: a) filogeneticamente distintas. b) homoplásticas. c) convergentes. d) análogas. e) homólogas. 9) (UFMG) Há alguns anos têm aparecido muitos exemplos de resistência natural em organismos, respondendo ao uso de inseticidas e outras drogas. Assim, por exemplo, o emprego do DDT contra moscas domésticas foi muito bem sucedido apenas quando este inseticida foi empregado pela primeira vez. Em relação à resistência ao DDT, todos os fatos abaixo são prováveis, EXCETO: a) Os membros de uma população selvagem de moscas podem ser diferentes entre si, em relação à sensibilidade ao DDT. b) Mesmo num ambiente sem DDT, moscas resistentes a este inseticida são mais adaptadas que as sensíveis. c) As moscas resistentes ao DDT devem transmitir esta capacidade a seus descendentes. d) Com aplicação constante de DDT, as moscas sensíveis têm pouca possibilidade de sobrevivência. e) Uma população que sofreu muitas aplicações de DDT dever ser formada principalmente por moscas resistentes a este inseticida. 10) (OSEC-SP) Os três vertebrados marinhos abaixo, embora distanciados evolutivamente, assemelham-se muito quanto à forma geral de seus corpos, devido ao fato de terem sido submetidos a pressões de seleção semelhantes: Estamos exemplificando um caso de: a) convergência adaptativa. b) irradiação adaptativa. c) barreira ecológica. d) oscilação genética. e) recombinação genética. mamífero peixe réptil fóssil Biologia - M3 103 Tecnologia ITAPECURSOS 11) (UFBA) A figura abaixo ilustra os efeitos da disseminação de um antigo grupo animal na busca de novos ambientes. Este fenômeno é denominado: a) migração. b) fluxo gênico. c) seleção natural. d) irradiação adaptativa. e) convergência adaptativa. ancestrais 12) (PUC-SP) Sabendo-se que a freqüência do daltonismo nos homens em uma população em equilíbrio de Hardy-Weinberg é de 80%, a freqüência esperada de mulheres daltônicas nessa população será de: a) b) c) d) e) 0,64% 6,4% 16% 64% 84,64% 13) (UFMG) Numa população em equilíbrio, a freqüência de indivíduos Rh negativos é de 16%. A probabilidade de ocorrência de indivíduos heterozigotos nessa população é de: a) b) c) d) e) 84% 60% 48% 36% 24% 14) (UFMG) Os mecanismos de isolamento reprodutivo podem ser classificados em pré-zigóticos e pószigóticos. Todas as alternativas referem-se a mecanismos pré-zigóticos de isolamento, EXCETO: a) As duas populações ocupam ambientes diferentes. b) A reprodução nas duas populações ocorre em estações diferentes. c) As duas populações apresentam entre si incompatibilidade dos órgãos sexuais. d) O acasalamento entre elas produz descendência estéril. e) As duas populações têm modos diferentes de cortejar os parceiros. 15) (UFMG) Esta figura representa a origem de algumas variedades de cães. Com relação à figura, é INCORRETO afirmar-se que: a) as raças de cães representadas foram produzidas por seleção artificial. b) endocruzamentos permitem selecionar genes recessivos que originalmente se encontravam em heterozigose. c) mutações naturais, associadas à recombinação genética, foram importantes para a produção dessas raças. d) o surgimento dessas raças deve-se ao isolamento geográfico dos ancestrais comuns. LOBO 104 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Questões Abertas 1) (UFMG) O esquema refere-se à filogenia do homem. Família Pongidae Gênero Pongo: orangotango Gênero Pan: gorila chimpanzé Rumo aos atuais hominídeos Ramapithecus Dryoppithecus Proconsul (primeiros macacos antropóides) Utilizando o esquema e seus conhecimentos sobre a evolução do homem, responda: I - Os animais mencionados apresentam em comum vários “taxa”. CITE o nome dos seguintes: Classe: Ordem: II - O homem tem mais afinidades filogenéticas com o gorila ou com o orangotango? Justifique: III - Na linha evolutiva do Ramapithecus, encontramos todos os ancestrais do homem atual. Embora esses ancestrais sejam designados de modos diferentes por diversos autores, considere as seguintes designações: 1 2 3 4 Pithecanthropus, o Homo erectus Homem de Neandertal, o Homo sapiens neanderthalensis Australopithecus Homem de Cro-magnon, o Homo sapiens sapiens → → → Escreva os números dos indivíduos citados, em ordem evolutiva, nos círculos: IV- CITE uma aquisição evolutiva adquirida pelos ancestrais humanos citados no item III, que os aproxima do homem e os diferencia dos macacos quanto a: - coluna vertebral: - membros superiores: - membros inferiores: - crânio: V- CITE um exemplo de como a espécie humana tem conseguido “burlar” a seleção natural: Biologia - M3 105 Tecnologia ITAPECURSOS 2) (UFMG) Uma das hipóteses sobre a origem dos tentilhões atuais, existentes nas ilhas Galápagos, supõe que eles descendem de um único tipo de tentilhão ancestral, que emigrou do continente para as ilhas em épocas passadas. O esquema abaixo representa a evolução desses pássaros. A B Pica-Pau Alimentam-se de insetos Tentilhões Alimentam-se de sementes Árvores Tentilhão do solo que se alimenta de sementes ANCESTRAL Solo Com relação ao esquema, I - CITE o nome do processo que levou ao aparecimento de todas as espécies atuais, a partir de um ancestral comum. II - CITE o processo que originou as variações notadas na forma e tamanho dos bicos, em diferentes ambientes e ajustados a diferentes tipos de alimentos. III - CITE dois mecanismos que poderiam impedir as espécies A e B de se tornarem uma única espécie. Conceitue um desses mecanismos. 106 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Ecologia - Questões Objetivas 1) (CESCEM-SP) Das alternativas abaixo, a única que permite um estudo completo de um ecossistema é: a) examinar as condições físicas e químicas do ambiente. b) estudar as relações entre as populações neles existentes. c) relacionar o meio abiótico à comunidade de organismos. d) estabelecer a densidade das populações neles existentes. e) verificar o tipo de cadeia alimentar existente no sistema. 2) (UFMG) No início de um processo de sucessão em uma rocha nua, é fundamental o papel de organismos que produzem ácidos e que, gradualmente, abrem fendas nas superfícies das rochas. Por acúmulo de poeiras carregadas pelos ventos, forma-se, então, solo simples que favorecerá a colonização por outros seres vivos. Os organismos que favorecem a abertura das fendas são: a) algas verdes b) capins c) liquens d) musgos e) samambaias 3) (UFMG) Analise o gráfico. x 4) (UFMG) A sucessão, num ecossistema pode ser descrita como uma evolução em direção: a) ao aumento da produtividade líquida. b) à diminuição da competição. c) ao grande número de nichos ecológicos. d) à redução do número de espécies. e) à simplificação da teia alimentar. 5) (PUC-MG) Na floresta amazônica, a produtividade líquida é: a) alta, porque a sucessão ecológica está no seu início. b) alta, porque a biomassa tem valores desprezíveis. c) alta, dado ao pequeno número de nichos ecológicos existentes. d) baixa, porque constitui uma comunidade clímax. e) baixa, dada à pequena diversidade de espécies. 6) (UFMG) Observe a tabela. Crescimento de uma população de lêvedo com 20 indivíduos iniciais. Idade da População (em horas) 2 4 6 8 10 12 14 16 Número de indivíduos que surgem na população 19 42 104 176 162 82 46 15 A curva que melhor representa o número total de indivíduos na população é: nº de indivíduos a) 5 10 15 20 anos d) nº de indivíduos b) e) h nº de indivíduos A curvatura representada nesse gráfico foi obtida a partir de dados coletados em estudos que descreveram uma área em sucessão desde o início até o clímax. Considerando-se as modificações que ocorrem durante a sucessão e a curva obtida, o parâmetro X representado, na ordenada, é o número de: a) espécies / b) habitats. c) indivíduos / espécie. d) nichos. e) populações. m2. h nº de indivíduos h h c) nº de indivíduos h Biologia - M3 107 Tecnologia ITAPECURSOS 7) (PUC-MG) Coelhos e onças que vivem num mesmo local com hábitos alimentares diferentes apresentam: a) nichos ecológicos diferentes. b) habitats diferentes. c) níveis tróficos iguais. d) mesma equivalência ecológica. e) mesmo ecótone. 8) (UFMG) Em relação à transferência de matéria e energia no ecossistema, são CERTAS as afirmativas, EXCETO: a) Nos elos finais de uma cadeia alimentar de predadores, estes são mais numerosos e de menor porte. b) No fluxo energético há perdas de energia em cada elo da cadeia alimentar. c) Parte da água consumida se incorpora às substâncias vivas e, posteriormente, volta ao ambiente pela decomposição e pelo metabolismo. d) Microrganismos realizam o retorno da matéria ao ambiente em qualquer nível de cadeia alimentar. e) Parte da matéria assimilada pelos consumidores primários vai servir de alimento aos consumidores secundários. 9) (FCMMG) Leia as alternativas abaixo e marque aquela que está ERRADA. a) O fluxo de energia é a transferência de energia, a partir do sol, através dos diferentes componentes bióticos dos ecossistemas. b) Nos produtores, a produtividade bruta corresponde ao total de energia assimilada por eles na fotossíntese. c) Bactérias e algas cianofíceas são capazes de fixar o nitrogênio do ar. d) Sempre que um ser vivo se associa a outro, para obter alimento, dá-se um caso de parasitismo. e) A quantidade de energia fixada nos componentes bióticos é progressivamente menor no sentido dos produtores consumidores decompositores. 10) (PUC-MG) Fazendo um trabalho de ecologia, um aluno representou, em uma pirâmide de números, o que ocorria com a transferência de matéria e energia em um ecossistema, obtendo o seguinte resultado: Considere a base como o primeiro nível trófico. Consultando algumas bibliografias, ele procurou melhorar o resultado de suas observações, representadoas através de uma pirâmide de energia. O gráfico que ele obteve está CORRETAMENTE representado em: a) b) c) d) e) 11) (UFMG) Qual a alternativa ERRADA? a) I, III e V são, respectivamente, produtor, consumidor e decompositor. b) se II é um vertebrado, IV tanto pode ser um vertebrado quanto um invertebrado. c) a relação ecológica entre II e IV tanto pode ser a de predatismo quanto a de parasitismo d) V não tem cloroplasto e I tem clorofila. e) se I é autótrofo, V tanto pode ser autótrofo quanto heterótrofo. Esquema do fluxo de matéria e energia entre seres vivos indicados por I, II, III, IV, V em um ecossistema. 108 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 12) (UFMG) Este gráfico representa o número de indivíduos por espécie versus o número de espécies em quatro áreas (I, II, III e IV) do mesmo tamanho, num ecossistema de cerrado. Nº de indivíduos/espécie 80 70 60 50 40 30 20 10 3 15 30 Nº de espécies 50 Com base nos dados, todas as alternativas são corretas, EXCETO: a) a área I apresenta maior número de indivíduos. b) a área II pode estar em processo de sucessão. c) a área III pode possuir espécies com risco de extinção. d) a área IV apresenta maior biodiversidade. 13) (UFMG) Esquema do ciclo da água Radiação solar Transpiração Precipitação Havendo destruição da cobertura vegetal do solo, todas as alterações que se seguem podem ocorrer na área desmatada, EXCETO: a) assoreamento mais rápido do lago. b) diminuição da transpiração. c) aumento da infiltração da água do solo. d) aumento da taxa de evaporação. e) aumento da erosão causada pelas chuvas. Evaporação Lago Oceano Infiltração no solo 14) (UFMG) Analise o esquema ao lado, referente ao ciclo do carbono na biosfera. Todas as alternativas, relativas aos processos numerados no esquema, estão corretas, EXCETO: a) 1 produz glicose e libera O2. b) 2 representa um processo de nutrição exclusivo de indivíduos heterótrofos. c) 3 só ocorre se o processo 5 , realizado por saprófitas, for interrompido. d) 4 visa à formação de moléculas orgânicas com gasto de energia. e) 6 é denominado combustão. 15) (UFMG) Em relação ao ciclo do nitrogênio, que alternativa está ERRADA? a) Algumas espécies de bactérias e de cianófitas são capazes de fixar o nitrogênio gasoso da atmosfera (N2) e transformá-lo em compostos nitrogenados utilizáveis pelo mundo biótico. b) Para sintetizar seus aminoácidos e outros compostos orgânicos nitrogenados, as plantas verdes retiram do ambiente o nitrogênio principalmente sob a forma de nitrato. c) Quando produtores e consumidores morrem, seus compostos orgânicos nitrogenados são transformados por certas bactérias desnitrificantes em nitratos, os nitratos em nitritos e esses em amônia. d) Certos tipos de bactérias podem transformar o nitrogênio do solo, na forma de nitratos, nitritos e amônia, em nitrogênio gasoso (N2) que retorna à atmosfera. e) O nitrogênio gasoso da atmosfera pode ser incorporado a compostos nitrogenados por fatores abióticos do ecossistema e por combinação simbiótica de bactérias com plantas superiores. Biologia - M3 109 Tecnologia ITAPECURSOS 16) (UFMG) Muitas plantas, tais como Orquídeas, Bromélias e Imbés vivem agarradas aos galhos e troncos de outras, das quais nada sugam, vivendo exclusivamente da fotossíntese que realizam e aproveitando as melhores condições de luz e umidade aí existentes. A denominação para essas plantas seria: a) comensais. b) epífitas. c) hemiparasitas. d) parasitas. e) saprófitas. 17) (UFMG) Muitas plantas que possuem nectários florais são bravamente defendidas por formigas que vivem nos seus galhos, alimentando-se do néctar. Essas formigas impedem, por exemplo, que cupins subam nas árvores e se alimentem das folhas. As relações ecológicas estabelecidas por árvore-formigas e formigas-cupins podem ser denominadas, respectivamente, a) comensalismo e mutualismo. b) competição e inquilinismo. c) inquilinismo e comensalismo. d) parasitismo e predatismo. e) protocooperação e competição. 18) (FCMMG) Em animais herbívoros e ruminantes, a obtenção de glicose dos alimentos se torna mais viável desde que: a) Haja bastante água no tubo digestivo para amolecer o alimento antes da digestão propriamente dita. b) Bactérias e protozoários que vivem em seus estômagos produzam enzimas para a digestão de celulose. c) O peristaltismo dos diversos compartimentos gástricos triturem corretamente os componentes do bolo alimentar. d) A saliva durante a ruminação contenha abundante amilase. e) Os ácidos graxos sejam convenientemente lisados ao nível intestinal. 19) (UFMG) Observe os gráficos referentes às curvas de crescimento populacional de duas espécies. O gráfico I representa o crescimento populacional dessas espécies criadas isoladamente. O gráfico II representa o crescimento populacional dessas espécies, reunidas numa mesma cultura. Com base na comparação dos dois gráficos, pode-se afirmar que a provável relação ecológica entre as duas espécies seria melhor definida como: a) inquilinismo. b) competição. c) protocooperação. d) comensalismo. ESPÉCIES ISOLADAS ESPÉCIES REUNIDAS 20) (UFMG) Todas as alternativas expressam fenômenos relacionados com a reposição do oxigênio na atmosfera, EXCETO: a) A alta produtividade de comunidades em fase inicial de sucessão autotrófica. b) A fotólise de vapor d’água por radiação ultravioleta. c) A oxidação do ferro nas rochas por intemperismo oxidativo. d) As atividades fisiológicas dos organismos do fitoplâncton. e) A transformação da camada de ozônio (O3) em oxigênio (O2). 110 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 21) (UFMG) São mecanismos de desequilíbrio ecológico provocados por insumos químicos de uso agrícola, EXCETO: a) Selecionar pragas resistentes aos inseticidas. b) Atingir inimigos naturais e competidores das pragas. c) Persistir no ambiente com efeito toxicológico. d) Diminuir o controle normalmente realizado pelos agentes biológicos. e) Ter efeito cumulativo, concentrando-se nos primeiros níveis tróficos. 22) (UFMG) O desmatamento de uma região, seguido da instalação de um loteamento e da construção de um bairro, trouxe como conseqüência um grande aumento na população de escorpiões. Todas as alternativas apresentam explicações possíveis para esse fato, EXCETO: a) A atração pela luz resultante do desmatamento. b) A redução da competição intra-específica decorrente das novas condições ambientais. c) A redução do número de aves predadoras devido ao desmatamento. d) O acúmulo de lixo e conseqüente aumento de baratas. e) O aumento de entulho de construção criando mais habitats. 23) (PUC-MG) Relacione a primeira coluna com a segunda: 1- Benton 2- Nécton 3- Plâncton ( ( ( ) Conjunto de espécies capazes de viver em plena água e de se deslocar ativamente contra as correntes marinhas. ) Conjunto de organismos flutuantes que não conseguem transpor a força das correntes, mas que são capazes de realizar deslocamentos verticais. ) Organismos que vivem associados ao substrato, podendo ser fixos ou dotados de mobilidade. c) 3, 2 e 1 d) 2, 3 e 1 e) 3, 1 e 2 Assinale a alternativa que contém a relação CORRETA encontrada: a) 1, 2 e 3 b) 2, 1 e 3 24) (FCC) Nos rios onde se lança grande quantidade de esgoto, muitas vezes os peixes morrem porque: a) há excesso de nutrientes orgânicos. b) o suprimento de oxigênio decresce. c) o fitoplâncton prolifera. d) os decompositores competem com os seres aeróbios. e) os consumidores comem os peixes. 25) (UFV-MG) Num lago poluído por produtos clorados (DDT, por exemplo) o grupo da cadeia trófica que deverá apresentar maior concentração do produto é o dos: a) peixes plantófagos. b) peixes carnívoros. c) aves piscívoras. d) fitoplâncton. e) zooplâncton. 26) (UFMG) O impacto ambiental resultante do turismo praticado em áreas protegidas cria situações cujas conseqüências são desastrosas para a natureza e, por isso mesmo, devem ser controladas, a fim de se evitar um mal maior. Todas as alternativas apresentam situações desse tipo e suas conseqüências, EXCETO: a) Pesca com vara ® Extinção de espécies de peixes. b) Circulação de carros ® Compactação do solo e ruídos estressantes para os animais. c) Introdução de animais exóticos ® Competição com espécies nativas. d) Coleção de animais, plantas e rochas ® Danificação de atrativos naturais. Biologia - M3 111 Tecnologia ITAPECURSOS 27) (UFMG) Todas as alternativas apresentam fatos que podem decorrer da poluição do ar, EXCETO: a) Alteração do ciclo biogeoquímico. b) Alteração das condições de habitat. c) Incidência maior de doenças do aparelho respiratório. d) Inversão da pirâmide de energia. e) Redução da diversidade biológica. 28) (UFMG) O “selo verde” é uma qualificação atribuída a produtos industriais considerados não-nocivos ao ambiente. Um dos testes que poderiam ser utilizados para verificar os possíveis impactos de um produto no ambiente consiste em colocá-lo num aquário previamente equilibrado e medir, durante 10 dias consecutivos, o teor de oxigênio dissolvido na água. Os resultados obtidos na realização de um teste como esse estão representados no gráfico. A análise desse gráfico SÓ permite afirmar que, no caso, o produto testado é: a) biodegradável b) reutilizável c) sintético d) tóxico. 112 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Questões Abertas 1) (UFMG) Observe a figura que representa o ciclo do nitrogênio na natureza. Bactérias DECOMPOSIÇÃO Com base nessa figura e em seus conhecimentos, responda ao que se pede: 1- EXPLIQUE as relações ecológicas que se estabelecem entre os seres vivos e que favorecem a obtenção de nitrogênio. a) Na fase 1 b) Entre os seres a e b 2- NOMEIE os fenômenos que estão ocorrendo em 2 e 3 . a) 2 : b) 3 : 3- Áreas de monocultura como as de plantação de cana-de-açúcar têm provocado grande desgaste do solo. Para solucionar esse problema, os técnicos sugerem a adubação verde. CONCEITUE adubação verde e EXPLIQUE de que forma ela contribui para a melhoria do solo. a) Conceito: b) Explicação: 4- EXPLIQUE um fenômeno que poderá ocorrer num ambiente aquático quando houver excesso de nitrato. Biologia - M3 113 Tecnologia ITAPECURSOS 2) (UFMG) A abelha, Apis mellifera, vive em colméias. Entre estes insetos ocorre polimorfismo, ocasionando três castas em uma única colméia: rainha, operária e zangão. 1 - Que tipo de relação ecológica entre seres vivos, a colméia exemplifica? 2 - Dê exemplos de dois outros animais que também possuem o mesmo tipo de relação ecológica apresentado pelas abelhas. 3- Complete o quadro abaixo, diferenciando as três castas: Casta Rainha Operária Zangão 4- Qual é o fator que determina a diferenciação entre operárias e rainhas? 5- Que tipo especial de reprodução dá origem aos machos na colméia? 6- Em que estrutura a rainha armazena os espermatozóides recebidos durante o vôo nupcial? Classificação de acordo com a ploidia Função na colméia 3) (UFMG) Abaixo estão representados um esquema das regiões marinhas e um quadro com alguns seres vivos que podem ser encontrados na região 2 . 1 A B 2 C E 3 D Microorganismos Saprofíticos F 4 Analise o esquema e o quadro e RESPONDA: I - que nome damos às regiões? 1 2 3 4 114 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS II - Em relação à região 2 , INDIQUE, pela letra, um ser vivo que: a) pertença ao: - Bentos: - Nécton: b) atua como: - consumidor secundário: - decompositor: III - Por que na região 3 há menos indivíduos que na região 2 ? IV - CITE uma característica morfológica dos seres vivos na região 4 que possua valor adaptativo para a vida nessa região. Fisiologia Humana - Questões Objetivas 1) (UFMG) Observe o esquema que se refere ao sistema cárdio-respiratório de um determinado animal. Com base nesse esquema e em seus conhecimentos sobre o assunto, pode-se afirmar que a) a estrutura 3 é característica de animais de circulação fechada. b) a estrutura 6 representa uma artéria e, junto com 7 , participa da grande circulação. c) a função de 2 é realizada pela bexiga natatória do tubarão. d) o órgão 1 é típico de répteis. e) o teor de O2 em 4 é maior do que em 5 . 2) (PUC-MG) São feitas abaixo algumas afirmações sobre o sistema circulatório humano. Marque a alternativa que contém a afirmativa CORRETA: a) As artérias só conduzem sangue arterial. b) A aorta emerge a partir da aurícula esquerda do coração. c) Algumas veias conduzem sangue arterial. d) O ventrículo esquerdo do coração é que recebe a veia cava. e) A parede das artérias é mais fina que a parede das veias. 3) (FCMMG) O sangue pode ser modificado em sua constituição, à medida que atravessa os órgãos. Leva nutrientes, coleta catabólitos, transporta sais, vitaminas, hormônios, de tal modo que, ao sair de um órgão, apresenta substâncias típicas, originadas no mesmo. A menor modificação nessa constituição observar-se-ia no sangue que sai do(a): a) Rim b) Pulmão c) Coração d) Jejuno Biologia - M3 e) Hipófise 115 Tecnologia ITAPECURSOS 4) (UFMG) A proibição do fumo em bares e restaurantes, adotada em São Paulo em 1995, com o intuito de proteger o não-fumante (fumante passivo), gerou grande polêmica, inclusive jurídica. Todas as alternativas contêm argumentações sobre as ações da fumaça do tabaco que são comprovadamente aceitas, EXCETO: a) causa problemas respiratórios, principalmente em crianças. b) contém monóxido de carbono, que bloqueia a função de certas células sangüíneas. c) contém nicotina que libera a adrenalina que despigmenta a pele. d) tem ação cancerígena tanto para o fumante ativo quanto para o passivo. 5) (UFMG) Quando se analisam os efeitos nocivos do cigarro no organismo, geralmente são levados em conta apenas os malefícios que ele causa sobre um determinado sistema orgânico X. No entanto, as atuais campanhas de esclarecimento público, bem como o aconselhamento de médicos a seus pacientes, têm salientado que tais prejuízos são mais freqüentes, numerosos e graves em outro sistema orgânico Y. Os sistemas X e Y são, respectivamente: a) Digestivo e nervoso. b) Cardiovascular e digestivo. c) Respiratório e cardiovascular. d) Digestivo e respiratório. e) Respiratório e nervoso. Ar 6) (UFMG) O esquema representa a hematose nos alvéolos, fenômeno que ocorre em seres vivos. Nesse esquema, as letras X e Y representam, respectivamente: a) água e água. b) gás carbônico e gás carbônico. c) oxigênio e oxigênio. d) gás carbônico e oxigênio. e) água e gás carbônico. Alvéolo Sangue Venoso Sangue Arterial Capilar 7) (FCMMG) A maior parte do bióxido de carbono no sangue é transportada pelo plasma sob a forma de: a) Carbohemoglobina b) Íons bicarbonato c) Moléculas dissolvidas de dióxido de carbono d) Monóxido de carbono e) Carbohidratos 8) (UFMG) Em relação ao homem, que alternativa está ERRADA? a) O sangue venoso, que contém o CO2 excretado pelas diversas células do organismo, passa pelo coração e, circulando por veias, vai até os pulmões. b) Ao nível dos alvéolos pulmonares, o CO2 é liberado e O2 absorvido pelo sangue. Este sangue arterial volta ao coração, circulando por veias, e é bombeado para todo o corpo, passando pelas artérias. c) O alimento, reduzido a subunidades, em grande parte pela ação das enzimas digestivas, passa para os líquidos circulares, principalmente ao nível do intestino delgado, e é então levado até as células. d) Nas células, a energia contida nos alimentos é liberada, na presença de O2, com desprendimento de CO2 e água. e) Substâncias não utilizadas pelas células, que podem prejudicar o organismo, quando acumuladas, passam para o sangue, de onde são eliminadas pelos rins e pelos pulmões. 116 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 9) (UFMG) Para viver em grandes alturas, o organismo tem que se adaptar a pressões atmosféricas menores, com menos oxigênio disponível. Todas as adaptações a essa escassez de oxigênio citadas são corretas, EXCETO: a) aumento do tamanho dos pulmões. b) aumento da pressão arterial. c) aumento do número de hemácias no sangue. d) aumento do número de batimentos cardíacos. e) aumento da freqüência respiratória. 10) (PUC-MG) No organismo humano, o principal local onde a amônia é convertida em uréia é no: a) intestino b) pâncreas c) fígado d) bexiga e) rim 11) (UFMG) Sabe-se que os trabalhadores expostos a calor intenso, como no caso dos altos fornos siderúrgicos, são aconselhados a ingerir, periodicamente, pastilhas de sal durante o período de trabalho. Essa conduta visa, predominantemente, a) aumentar a retenção de água no plasma. b) bloquear a ação dos rins. c) diminuir a osmolaridade do sangue. d) inibir as glândulas sudoríparas. e) manter constante a pressão sangüínea. 12) (FATEC-SP) O desenho representa esquematicamente um néfron. A B Qual substância abaixo não é encontrada normalmente em B apesar de existir em A? a) Proteína. b) Água. c) Uréia. d) Glicose. e) Íons inorgânicos. Vaso sangüíneo arterial Vaso sangüíneo venoso 13) (UFMG) Observe o sistema esquematizado ao lado: Este sistema é o principal responsável pela: a) filtração do plasma sangüíneo e produção de eletrólitos. b) manutenção da pressão arterial. c) homeostase e excreção de produtos tóxicos da degradação metabólica. d) manutenção do equilíbrio eletrolítico e produção de hormônios. e) excreção de detritos e síntese de hormônios corticóides. 14) (UFMG) Um indivíduo fez uma refeição da qual constavam, basicamente, três substâncias: A, B e C. Durante a digestão ocorreram os seguintes fatos: - na cavidade bucal, iniciou-se a digestão de B; - ao chegar ao estômago, iniciou-se a digestão de C, e a digestão de B foi interrompida; - no duodeno, ocorreu digestão de A, B e C. A partir desses dados, é correto afirmar que A, B e C são, respectivamente, a) lípide, proteína, carboidrato. b) proteína, carboidrato, lípide. c) lípide, carboidrato, proteína. d) carboidrato, lípide, proteína. e) proteína, lípide, carboidrato. Biologia - M3 117 Tecnologia ITAPECURSOS 15) (UFMG) Observe a figura. Nessa figura estão representadas glândulas do sistema digestivo cuja enzima típica atua sobre um substrato que resulta num produto. A alternativa que mostra a relação correta entre o substrato e seu respectivo produto é: a) amido e maltose. b) gorduras e ácidos graxos. c) lactose e galactose. d) peptídeos e aminoácidos. e) sacarose e glicose. 16) (OSEC-SP) O esquema a seguir apresenta um conjunto de órgãos, numerados, do aparelho digestivo. As funções de absorção de água e produção de bile são realizadas, respectivamente, por: I II III IV V a) b) c) d) e) VeI IV e I II e III III e I I e II 17) (UFMG) Este esquema representa o sistema digestivo de um indivíduo que acaba de comer um filé com batatas fritas. Com base nesse esquema e em seus conhecimentos sobre o assunto, é INCORRETO afirmar-se que: a) a digestão enzimática das batatas se inicia em 1 e a do filé em 5 . b) 2 armazena o produto da digestão das batatas e 6 participa da digestão do filé. c) 3 é fundamental na digestão das gorduras do filé e das batatas fritas. d) 4 e 7 exercem a mesma função na digestão do filé e das batatas. 18) (UFMG) O desenho ao lado representa órgãos de um sistema do corpo humano, indicados pelas letras X, Y e Z. Nos órgãos X e Y são lançados sucos capazes de atuar em carboidratos, lipídios e proteínas, alterando-os quimicamente. Em relação ao órgão Z, qual a afirmação ERRADA? a) produz hormônios. b) lança enzimas em Y. c) produz suco ácido. d) funciona na dependência de Y. e) relaciona-se com o controle da glicose no sangue. X Z Y 118 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 19) (FUVEST-SP) Em acidentes, em que há suspeita de comprometimento da coluna vertebral, a vítima deve ser cuidadosamente transportada ao hospital, em posição deitada e, de preferência, imobilizada. Este procedimento visa preservar a integridade da coluna, pois em seu interior passa: a) o ramo descendente da aorta, cuja lesão pode ocasionar hemorragias. b) a medula óssea, cuja lesão pode levar à leucemia. c) a medula espinhal, cuja lesão pode levar à paralisia. d) o conjunto de nervos cranianos, cuja lesão pode levar à paralisia. e) a medula óssea, cuja lesão pode levar à paralisia. 20) (PUC-SP) No arco reflexo, estão envolvidos respectivamente: a) neurônio sensitivo; medula; neurônio associativo e neurônio motor. b) neurônio sensitivo; gânglio parassimpático e neurônio motor. c) neurônio motor; neurônio associativo e cérebro. d) neurônio sensitivo; cérebro; neurônio associativo e neurônio motor. e) neurônio sensitivo; gânglio simpático; medula e neurônio motor. 21) (PUC-SP) O esquema abaixo representa, de maneira simplificada, as inter-relações do sistema nervoso. Resposta (músculos voluntários) Resposta (músculos involuntários) Assinale a alternativa correta em relação à análise do esquema anterior: a) 1 representa uma fibra sensorial do sistema nervoso somático. b) 2 representa uma fibra motora do sistema nervoso simpático. c) 1 e 4 representam fibras motoras do sistema nervoso autônomo. d) 3 e 4 representam fibras do sistema nervoso autônomo. e) 3 representa uma fibra motora e 4 uma fibra sensorial. 22) (UFMG) Observe a figura. Supondo que a diferença de tamanho entre os dois indivíduos se deva somente à ação de hormônios, pode-se afirmar que a responsabilidade da disfunção, no caso, cabe à glândula: a) hipófise. b) pâncreas. c) paratireóide. d) supra-renal. e) timo. Biologia - M3 119 Tecnologia ITAPECURSOS 23) (UFMG) A parte glandular da hipófise comanda diversas outras glândulas do organismo. Todas as glândulas citadas são controladas diretamente pela hipófise, EXCETO: a) ovário. b) pâncreas. c) supra-renal. d) testículo. e) tireóide. 24) (FCMMG) A determinação do Metabolismo Basal de um indivíduo pode ser de grande auxílio no diagnóstico de alguns distúrbios endócrinos. O metabolismo basal refere-se ao consumo mínimo de energia gasta, quando o organismo está em repouso e pelo menos há 12 horas depois de uma refeição leve. Sabendo-se que há hormônios ligados à ativação do metabolismo, o estudo do metabolismo basal seria, então, útil ao esclarecimento dos distúrbios da glândula a) Pineal b) Salivar c) Pâncreas d) Supra-renal e) Tireóide 25) (UFMG) A glândula responsável pela produção da substância que desencadeou o conjunto de reações apresentadas pelo indivíduo ao fugir do cachorro denomina-se: a) hipófise. b) pâncreas. c) paratireóide. d) supra-renal. e) tireóide. 26) (UFMG) O tecido ósseo armazena 99% do cálcio do organismo e este não é um depósito estático: há um intercâmbio constante entre o cálcio circulante e o dos ossos, regulando, assim, a taxa de cálcio do plasma sangüíneo (calcemia). Dentre os fatores que interferem nesta regulação está a ação do(s) hormônio(s) que atua(m) incentivando a reabsorção óssea, com maior mobilização do cálcio. Que alternativa indica esse(s) hormônio(s) e a(s) glândula(s) que o(s) produz(em)? a) hormônio de crescimento → b) hormônios sexuais c) oxitocina → → hipófise. gônadas. hipófise. d) calcitonina e) paratormônio → → tireóide. paratireóides. 27) (PUC-MG) Após assustar-se com um touro bravo solto no quintal da fazenda, Chico Bento ficou branco, correu como nunca e só parou, ofegante, no alto de uma jabuticabeira. Todos os seguintes fenômenos fisiológicos devem ter ocorrido com Chico Bento no curso dessa aventura, EXCETO: a) Aumento da pressão arterial e do ritmo cardíaco. b) Aumento no consumo de ATP. c) Alcalinização do sangue. d) Aumento na produção de CO2. e) Aumento na captação e no transporte de oxigênio. 28) (UFMG) O esquema abaixo representa o principal mecanismo de regulação de glicose no sangue. Todas as alternativas, relativas ao esquema, estão corretas, EXCETO: a) A glândula X está associada ao sistema digestivo. b) A produção de hormônio Y é deficiente em diabéticos. c) O hormônio Z denomina-se glucagon. d) A glândula X é controlada pela hipófise. e) A glândula X é uma glândula mista. 120 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 29) (CESGRANRIO) A regulação da glicemia, taxa de glicose no sangue, ocorre principalmente graças à ação conjunta de dois hormônios, a insulina e o glucagon. Com relação a esse controle hormonal, assinale a alternativa correta: a) a elevação da taxa de glicose circulante estimula a hipófise, que libera imediatamente insulina na circulação. b) o glucagon é considerado um hormônio hiperglicemiante, enquanto a insulina é hipoglicemiante. c) a insulina é sintetizada no pâncreas, enquanto o glucagon é sintetizado pela tireóide sob estímulo hipofisário. d) a insulina promove, após sua liberação, o aumento de glicose circulante, enquanto o glucagon realiza efeito contrário. e) o estímulo para a liberação de insulina pelo pâncreas é a queda na taxa de glicose circulante. 30) (UFMG) Esta tabela contém os valores de alguns hormônios, dosados no sangue de uma mulher, e os intervalos de valores considerados normais, expressos em unidades internacionais. HORMÔNIO Antidiurético Tireotrófico Folículo estimulante Luteinizante MULHER 0,9 0,06 1,5 0,1 VALORES NORMAIS 1,3 0,3 2,5 0,2 4,1 5,0 47,9 65,0 Entre os possíveis distúrbios que a mulher pode apresentar NÃO se inclui: a) a alteração do ciclo menstrual. b) a disfunção hipofisária. c) o aumento da diurese. d) o aumento do metabolismo basal. Questões Abertas 1) (UFMG) Analise o esquema do sistema circulatório humano. Cabeça e membros superiores Ventrículo B Pulmão Coração Ventrículo A Fígado Rim Intestino Órgãos internos Membros inferiores 1- No interior de todos os círculos do esquema, estão representadas redes capilares. CITE duas funções desempenhadas por essas estruturas. Biologia - M3 121 Tecnologia ITAPECURSOS 2- CITE o ventrículo em que se encontra sangue com maior teor de oxigênio. 3- Uma molécula de glicose, absorvida no intestino, chega aos rins através da circulação. CITE, na seqüência correta, todos os órgãos, nomeados no esquema, que essa molécula deverá percorrer para chegar ao seu destino. Intestino → 4- Uma cercária de Schistosoma mansoni penetra através da pele de um indivíduo e transforma-se em verme adulto. INDIQUE, no esquema, com uma seta, o órgão em que, preferencialmente, se aloja esse verme. 5- O indivíduo está parasitado pelo Schistosoma mansoni. CITE uma das conseqüências, para esse indivíduo, da não-eliminação de todos os ovos produzidos pelo verme adulto. 2) (UFMG) Esta figura refere-se a sistemas orgânicos humanos. Nela, alguns órgãos, vasos e outras estruturas foram indicadas por números. As setas indicam a direção do fluxo de sangue nos vasos. Tendo como referência a figura, faça o que se pede. 1- Preencha o quadro relacionando, adequadamente, parasitas humanos, sua forma ou fase do ciclo e o local de ocorrência nas estruturas indicadas na figura. PARASITAS Ascaris lumbricoides FASE OU FORMA LOCAL 2 1 Amastigota Adulto, larvas e ovos Wuchereria bancrofti Adulto 6 3, 4 e 7 122 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS 2- CITE o(s) número(s) do(s) componente(s) onde ocorre(m) os fenômenos mencionados. a) Destruição de hemácias b) Diapedese c) Hematose d) Hemopoese 3- CITE duas funções de 3 a) b) 4- Com relação ao componente 8 , CITE o nome a) da vitamina com importante ação nele. b) do principal hormônio que age no seu desenvolvimento. c) principal íon nele armazenado. d) um hormônio que regula o íon citado. 5- CITE os nomes de quatro sistemas orgânicos que estão, ainda que parcialmente, representados na figura. 3) (UFMG) Complete as lacunas. 1- A figura representa um(a) , unidade estrutural e funcional do(a) que, entre outras, tem as funções de regular o equilíbrio de sais e de água no corpo dos Mamíferos e a de eliminar os resíduos do metabolismo. 2- Realizam funções correspondentes às da estrutura representada os túbulos de Malpighi em e os(as) em anelídeos. 3- Na figura, as estruturas por onde circula o filtrado do sangue são constituídas de tecido . 4- Alguns compostos orgânicos são reabsorvidos em grande quantidade, como é o caso do(a) . Outros compostos orgânicos, porém, não são reabsorvidos ou o são em pequena quantidade, como é o caso do(a) . Nos itens de 5 a 8, complete as lacunas com os números correspondentes na figura. 5- O sangue proveniente da aorta penetra em _______ e retorna à veia cava inferior através de _______. 6- A filtração do sangue processa-se de _______ para _______. 7- Parte da água do filtrado é reabsorvida, retornando à circulação através de capilares representados por _______. 8- O líquido a ser excretado apresenta composição mais semelhante à urina em _______. Biologia - M3 123 Tecnologia ITAPECURSOS 4) (UFMG) Recente pesquisa realizada pelo “Centro Brasileiro de Informações sobre Drogas Psicotrópicas” constatou que o álcool é a droga mais consumida pelos jovens da cidade de São Paulo. O esquema abaixo indica alguns dos efeitos dessa droga sobre o organismo humano. (cegueira noturna) 4 5 (demência, alterações de personalidade, depressão e ansiedade) (inflamação) (degeneração celular, taquicardia e pressão alta) 3 6 7 (degeneração e morte celular) 2 (inflamação) (comprometimento da movimentação do quimo) 1 1 - Considerando a função do órgão nº 1, comprometida pelo consumo excessivo de álcool, responda: a) Qual o nome do processo biológico alterado? b) Qual o tecido responsável por esse processo? 2 - CITE uma função do órgão nº 2 que pode estar alterada em indivíduos com esse hábito. 3 - “A pele e o estômago de indivíduos com alcoolismo crônico podem apresentar processo inflamatório com infiltração de leucócitos”. a) CITE o trajeto percorrido por leucócitos desde sua origem até a formação do processo inflamatório. b) Qual a função dos leucócitos em um processo inflamatório? 4 - A ingestão de mais de uma dose de álcool (aproximadamente, uma lata de cerveja de 340 ml ou uma taça de vinho de 140 ml) provoca diminuição nos reflexos. Com base na figura e em seus conhecimentos, CITE: a) o número do órgão envolvido: b) o nome da célula responsável por essa função: c) a principal característica funcional dessa célula: 124 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Diversidade dos Seres Vivos - parte III Questões Objetivas 1) e 13) d 25) b 2) b 14) d 26) b 3) d 15) c 27) b 4) d 16) a 28) e 5) b 17) d 29) a 6) b 18) b 30) b 7) a 19) c 31) c 8) d 20) c 32) c 9) a 21) e 33) b 10) d 22) a 34) b 11) c 23) e 35) e 12) a 24) b 36) a Questões Abertas 1) 1 - a) 1 ou 2 ou 5 ou 7 b) 6 ou 11 c) 10 d) 3 ou 4 ou 8 ou 9 ou 12 2 - a) 1, 2 e 7 b) 3, 4, 8, 9 e 12 3 - a) Formato da cabeça. b) Formato da pupila. c) Afilamento da cauda. 4 - Usada como mecanismo de defesa. 2) 1- 3 2- a) Homem. b) Intestino Delgado. 3- Reprodutor 4- Construção de redes de esgoto 3) 1- Anfíbios - Mamíferos - Répteis - Aves - Peixes 2- a) A b) C - D c) A - B - C 3- a) Fecundação interna b) Ovo com casca 4- a) Notocorda b) Tubo nervoso dorsal 5- a) Mamíferos b) Nesse grupo, o percentual de sobrevivência dos filhotes é alto e a mortalidade é mais acentuada após a fase reprodutiva. Origem da Vida Questões Objetivas 1) e Questão Aberta 1) 1- Compostos: Metano (CH4) Condição física: Descargas elétricas 2) d 3) c 4) a 5) d 6) c Amônia (NH3) Vapor d’água (H2O) 2- a) Isolamento do conteúdo protoplasmático do meio externo. b) Desprendimento de CO2 que será utilizado pelos seres autótrofos fotossintetizantes em etapas posteriores do processo. 3- a) Simplicidade dos seres incapazes de executarem mecanismos autotróficos complexos. b) Liberação de O2 para a atmosfera. Evolução Questões Objetivas 1) b 13) c 2) b 14) d 3) d 15) d 4) d 5) a 6) d 7) d 8) e 9) b 10) a 11) d 12) a Biologia - M3 125 Tecnologia ITAPECURSOS Questões Abertas 1) I - Mamíferos Primatas II - Gorila. O homem e o gorila tiveram um ancestral comum mais próximo que é o Dryoppithecus. III - 3 - 1 - 2 - 4 IV - mudança de curvatura para posição mais ereta. redução do comprimento aumento do comprimento aumento do volume V - desenvolvimento da medicina preventiva. 2) I - Irradiação adaptativa. II - Mutação III - Isolamento geográfico e isolamento reprodutivo Isolamento reprodutivo é a incompatibilidade reprodutiva entre as raças formadas a partir do isolamento geográfico. Ecologia Questões Objetivas 1) c 13) c 25) c 2) c 14) c 26) a 3) c 15) c 27) d 4) c 16) b 28) a 5) d 17) e 6) e 18) b 7) a 19) c 8) a 20) c 9) d 21) e 10) d 22) a 11) e 23) d 12) d 24) b Questões Abertas 1) 1 - a) Mutualismo b) Predatismo 2 - a) Nitrificação b) Desnitrificação 3 - a) Utilização de folhas e talos de leguminosas como adubo orgânico. b) Essas plantas são ricas em produtos orgânicos nitrogenados. 4 - Crescimento exagerado das populações de algas. 2) 1 - Sociedade 2 - Formigas e cupins 3Casta Rainha Operária Zangão Classificação de acordo com a ploidia 2N 2N N Função na colméia Reprodução Serviços gerais Reprodução 3) I - Litorânea Nerítica Batial Abissal II - a) C B b) B D III - Devido à menor quantidade de oxigênio dissolvido. IV - Corpo achatado 4 - Alimentação fornecida às larvas. 5 - Partenogênese 6 - Espermateca 126 Biologia - M3 Tecnologia ITAPECURSOS Fisiologia Humana Questões Objetivas 1) a 13) c 25) d 2) c 14) c 26) e 3) c 15) a 27) c 4) c 16) a 28) d 5) c 17) d 29) b 6) d 18) c 30) d 7) b 19) c 8) a 20) a 9) a 21) d 10) c 22) a 11) a 23) b 12) a 24) e Questões Abertas 1) 1 - Trocas gasosas Fornecimento de nutrientes às células 2 - Ventrículo esquerdo (B) 3 - Fígado ® coração ® pulmão ® coração ® rim 4 - Ver no desenho. 5 - Retenção dos ovos no fígado e outros órgãos provocando fibrose. 2) 1 - PARASITAS Ascaris lumbricoides Taenia solium Trypanosoma cruzi Schistosoma mansoni Wuchereria bancrofti FASE OU FORMA larvas ovos Amastigota Adulto, larvas e ovos Adulto LOCAL 2 1 6 3, 4 e 7 5 2 - a) 3 e 7 b) 5 c) 2 d) 8 3 - a) Produção de bile. b) Produção de fibrinogênio. 4 - a) calciferol b) somatotrófico 5 - Nervoso Circulatório Respiratório Linfático 3) 1- néfron - rim; 2- insetos - nefrídios 3- epitelial 4- glicose - uréia 5- 1 - 7 6- 2 - 3 7- 5 8- 6. c) cálcio d) calcitonina 4) 1 - a) Peristaltismo. b) Tecido muscular liso. 2 - Produção de bile. 3 - a) Tecido conjuntivo hematocitopoético ® vaso sangüíneo ® tecido onde ocorre o processo inflamatório. b) atuam no mecanismo de defesa através da fagocitose e da produção de anticorpos. 4 - a) 5. b) Neurônio. c) condução dos impulsos nervosos. Biologia - M3 127 Anotações