AGRUPAMENTO DE ESCOLAS DE PONTE DE LIMABiologia e Geologia 11º ano Ficha de Trabalho Nome: __________________________________________________________________________________ Turma: __________ Assunto: Origem dos eucariontes e da multicelularidade 1. Modelo endossimbiótico: uma perspetiva histórica O biólogo norte-americano Ivan Wallin foi o primeiro cientista a afirmar, em 1920, que as mitocôndrias eram originadas de bactérias. No entanto este cientista não foi capaz de apresentar todas as evidências científicas. As suas ideias foram refutadas e mesmo ridicularizadas. Os principais críticos da época consideravam que a evolução por simbiose era tão improvável como a deriva continental que foi apresentada na década de 20. Na década de 60, Lynn Margulis recuperou algumas ideias de Wallin e outros cientistas e publicou um artigo teórico sobre a origem das células eucarióticas. O artigo foi recusado por quinze revistas científicas e publicado no The Journal of Theoretical Biology, sendo considerado atualmente um dos mais importantes artigos de biologia. Para formular a sua teoria baseou-se em observações diretas de microrganismos em vez de dados paleontológicos como Wallin. Margulis também sugeriu que o flagelo e cílios das células eucarióticas poderiam ter sido originários da simbiose com uma espiroqueta. No entanto, como os cílios não possuem DNA e não possuem uma ulta estrutura semelhante aos dos microrganismos que propôs as suas conclusões não foram aceites pela comunidade científica da época. A teoria da endossimbiose, formulada em 1967, realça a interdependência e a simbiose de múltiplos organismos procariontes. Estes podem ter entrado na célula hospedeira por ingestão ou enquanto parasitas. Com o tempo teriam evoluído para uma relação mutuamente benéfica que se tornou mais tarde numa simbiose obrigatória. Esta cientista sugeriu ainda que a endossimbiose é uma das principais forças no processo evolutivo, tendo afirmado: “ Os seres vivos não ocuparam o mundo pela força, mas pela cooperação.” Esta teoria foi suportada a partir da década de 80 pelo desenvolvimento das técnicas de análise de DNA, que permitiram estudar com detalhe o DNA mitocondrial e cloroplastidial. Os cientistas constataram que o material genético dos organitos é distinto do material genético nuclear e semelhante ao material genético dos microrganismos. A análise do genoma de organismos superiores, como por exemplo o Homem, permitiu detetar a existência de porções de material genético microbiano inserido em alguns cromossomas. Estes dados reforçam a teoria da endossimbiose. 1.1. Enumera as principais diferenças nos dados usados por Wallin e Margulis. 1.2. Enuncia a razão que algumas das explicações para a origem dos cílios e flagelos não reúnam o apoio na comunidade científica? 1.3. Em que medida os exemplos apresentados permitem perspetivar a ciência enquanto conjunto de conhecimentos provisórios? 1.4. Nem sempre as teorias formuladas são suportadas por fortes evidências científicas. Comente este facto com exemplos do texto, apontando a importância das hipóteses que foram sendo levantadas. 1.5. O microscópio eletrónico desenvolvido na década de 50 foi um dos instrumentos utilizados por Margulis para observar a estrutura das células. Baseando-te neste exemplo, refere a importância da tecnologia no desenvolvimento do conhecimento científico. 2. Dois modelos foram propostos para explicar a origem dos organismos eucariontes a partir dos procariontes. Classifica cada uma das seguintes afirmações como verdadeira (V) ou falsa (F). a) Segundo o Modelo Endossimbiótico, as mitocôndrias tiveram origem em células procarióticas autotróficas. b) O Modelo Autogénico explica o desenvolvimento do sistema endomembranar das células eucarióticas por invaginações da membrana citoplasmática. c) Segundo o Modelo Endossimbiótico, o estabelecimento de relações de endossimbiose com os ancestrais das mitocôndrias e dos cloroplastos ocorreu em simultâneo. d) As semelhanças de forma e tamanho entre as mitocôndrias e as bactérias apoiam o Modelo Autogénico. e) Segundo o Modelo Endossimbiótico, a célula eucariótica é uma quimera de partes procarióticas. 2.1. Corrige as afirmações falsas, sem as negar. 3. Observa a figura seguinte que representa um modelo explicativo para a origem das células eucarióticas a partir de ancestrais procarióticos. 3.1. Denomina o modelo representado. 3.2. Explica de que forma este modelo é compatível com o aparecimento do sistema endomembranar. 3.3. Na figura 1 estão representadas duas linhagens de células eucarióticas. Refere- as. 3.4. Segundo o modelo representado, os ancestrais das mitocôndrias e dos cloroplastos foram, respetivamente: (assinala a opção correta) a) Células procarióticas autotróficas e células procarióticas heterotróficas anaeróbias. b) Células procarióticas heterotróficas aeróbias e células procarióticas autotróficas. c) Células procarióticas heterotróficas aeróbias e células procarióticas heterotróficas anaeróbias. d) Células procarióticas heterotróficas anaeróbias e células procarióticas autotróficas. 3.5. Segundo o modelo representado explica o facto de as mitocôndrias possuírem duas membranas, uma externa e uma interna. 3.6. Explicita quais as vantagens para a célula hospedeira da sua associação com as células procarióticas ancestrais das mitocôndrias e dos cloroplastos. 3.7. A ATP sintetase é uma enzima das mitocôndrias constituída por polipéptidos codificados por genes do genoma mitocondrial e por polipéptidos codificados por genes do genoma nuclear. Dá uma explicação para esta situação, tendo em conta a origem das mitocôndrias, de acordo com o modelo endossimbiótico. 3.8. Comenta a afirmação: “A proximidade e cooperação entre seres procariontes potenciou o aparecimento de seres eucariontes”. 1. 5. Compara as colónias A e C em relação a: a) número de células.3. 4. Os flagelos das células da camada externa promovem o movimento da colónia em volta do seu eixo. em forma de sino. Explica em que medida nas colónias de Volvox é possível verificar uma especialização e coordenação parcial entre as células. Refere a razão porque se pode afirmar que esta associação “contribui para o aumento da capacidade de sobrevivência” do hospedeiro. Das seguintes características. 6. de acordo com o Modelo Endossimbiótico.Colónia de Vorticella campânula 4.5. 6. se podem encontrar numerosas células de uma alga autotrófica. a) Formação de um verdadeiro núcleo. . d) Aumento do tamanho das células. Relação Biótica entre um protozoário e uma alga Vorticella é um protozoário heterotrófico em cuja célula. individualizado pelo invólucro nuclear. o papel desempenhado: a) pela Vorticella b) pela alga Chlorella 4. 4. que é imprescindível à sua hospedeira. 5. Indica como se formaram as colónias de algas verdes.4. que se mantêm unidas após a divisão celular. 4. b) Diferenciação das células. que se desenvolvem no interior da colónia-mãe. A Vorticela fornece proteção e matéria mineral à alga. 6. c)grau de especialização das suas células. Ilustração B .2. c) Coesão entre as células. Descreve a provável constituição celular do protozoário Vorticella. constituindo uma esfera oca. 5.3.2. retribui com a matéria orgânica sintetizada através da fotossíntese. Explica por que razão a formação de organismos coloniais é considerada uma etapa provável na transição dos seres vivos unicelulares para os seres vivos multicelulares. seleciona aquelas cujo aparecimento terá permitido a transição da unicelularidade para a multicelularidade. formada por mais de mil células biflageladas. A Volvox corresponde a um organismo multicelular? Justifica.Vorticella com Chlorella no interior Ilustração A . Cada indivíduo de Chlorella encontra-se num vacúolo.5.4. b) interligação entre as células. 6. 5. Considera a relação biótica apresentada e a explicação dada pelo Modelo Endossimbiótico para o aparecimento de células eucorióticas que incluem mitocôndrias e cloroplastos. A figura 2 mostra o grau de complexidade em três algas verdes coloniais. se esta relação biótica se mantiver.2.3. Refere. 6. Os flagelos de cada uma das células da colónia batem em sincronia. Algumas células. isolado da restante célula de Vorticella através de uma membrana simples. que se especializam em determinadas funções. são responsáveis pela reprodução e formação de novas colónias. A C ilustra colónias de algas verdes do género Volvox. unidas por filamentos citoplasmáticos e baínhas gelatinosas. Indica as funções desempenhadas pelas várias células da colónia.4. 5. f) Cooperação entre diferentes células na realização da mesma tarefa.1. Refere duas características presentes na organização colonial (C) que lhe conferem uma maior complexidade em relação aos organismos unicelulares.1. esta por sua vez.4. Chlorella. e) Desenvolvimento de compartimentos internos. Cada colónia é constituída por 50 000 ou mais células que formam uma esfera. Justifica a afirmação seguinte: “Os vacúolos que contêm as algas não podem ter funções digestivas”. A Volvox é uma colónia de algas verdes. fazendo deslocar a colónia em direção à luz. Identifica a relação biótica evidenciada no texto. 6. Refere que vantagens tem para esta alga a organização em colónias. enquanto as células maiores asseguram a função reprodutora.
Report "Origem Dos Eucariontes e Multicelularidade"