ESTUDO DOS SERES VIVOS

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1 ESTUDO DOS SERES VIVOS 1. INTRODUÇÃO TAXONOMIA A grande diversidade de organismos no planeta gerou a necessidade de classificá-los. O uso de um sistema único de classificação facilitou em muito a comunicação entre os cientistas ao evitar eventuais confusões geradas pela utilização de nomes populares. A taxonomia estuda a classificação dos seres vivos segundo princípios pré-fixados. Os primeiros sistemas de classificação levavam em consideração características arbitrárias como locomoção, habitat etc. O atual sistema de classificação deve muito aos trabalhos de um botânico sueco chamado Lineu. Em seu sistema de classificação, Lineu propôs que os organismos recebessem nomes em latim e que deveriam ser inseridos em categorias hierárquicas de classificação, segundo a seguinte ordem: Reino Classe Ordem Gênero Espécie O atual sistema de classificação considera principalmente as características filogenéticas, ou seja, as relações evolutivas existentes entre os organismos. Desse modo, na classificação de um organismo, devem ser considerados vários aspectos como características bioquímicas, embrionárias, anatômicas e até mesmo a estrutura celular. Principais Regras de Nomenclatura: O nome dos organismos deve ser escrito em latim. Todo organismo deve apresentar, no mínimo, dois nomes. O primeiro nome refere-se ao gênero e deve possuir inicial maiúscula e o segundo, o epíteto específico, deve ser escrito com a inicial minúscula. O nome deve ser escrito em itálico ou, se manuscrito, sublinhado. Exemplo: Homem: Homo sapiens Onça: Panthera leo Cão : Canis familiaris As categorias taxonômicas consideradas atualmente são: Reino Filo Classe Ordem Família Gênero Espécie Observe o esquema abaixo, que mostra a classificação do homem com a relação às categorias taxonômicas, desde o reino até a espécie. Reino : Animalia(Animal) Filo: Chordata(Cordados) Classe Mammalia (Mamíferos) Ordem : Primates (Primatas) Família : Hominidae Gênero : Homo Espécie Homo sapiens. A espécie é a unidade básica de classificação biológica. Uma espécie é um grupo de organismos que, tendo muitos caracteres em comum e diferindo de outros grupos em um ou mais aspectos, são férteis entre si e produzem descendentes férteis. Indivíduos de espécies diferentes podem ocasionalmente cruzar e gerar na descendência um híbrido estéril. É o que acontece com o cruzamento entre o jumento (Equus asinus) e a égua (Equus caballus) que produz a mula, animal estéril. Indivíduos de espécies assemelhadas pertencem a um mesmo gênero. Gêneros assemelhados pertencem a uma mesma família. As famílias se organizam em ordens, que se organizam em filos, que por sua vez pertencem a um reino. 2. REINOS Segundo a classificação de Withaker (1969), os organismos dividem-se em cinco grandes reinos: Monera organismos unicelulares, procariontes autótrofos (quimiossintetizantes ou fotossinteti- Editora Exato 1

2 zantes) ou heterótrofos. Bactérias e cianofíceas (algas azuis) pertencem a esse reino. Protista organismos unicelulares, eucariontes, autótrofos ou heterótrofos. Pertencem a esse reino os protozoários e as algas unicelulares. Fungi organismos uni ou pluricelulares, eucariontes e heterótrofos. Os fungos pertencem a esse reino. Plantae (Metaphyta) organismos, em sua maioria, pluricelulares, eucariontes e autótrofos fotossintetizantes. Pertencem a esse reino as algas pluricelulares, as briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas. Animalia (Metazoa) organismos pluricelulares, heterótrofos. Englobam organismos com grau de complexidade bem variável como vertebrados, poríferos, moluscos etc. 3. REINO MONERA Bactérias Observe a figura abaixo, que ilustra a estrutura de uma bactéria. Ribossomos Cromatina Membrana esqueletica Características gerais As bactérias são seres presentes em basicamente todos os ambientes. A célula bacteriana apresenta uma parede celular gelatinosa formada por um polímero, o peptoglicano. A parede celular é a responsável pela definição da forma das bactérias, que podem se apresentar como cocos, bastonetes, espirilos ou vibriões. Como acontece com todos os integrantes do reino Monera, não há carioteca e não há organelas intramembranosas (mitocôndrias, plastos, complexo de Golgi etc.). Existe, no entanto, uma dobra da membrana denominada mesossomo que se relaciona com a produção de energia. O citoplasma apresenta abundância em ribossomos, responsáveis pela produção de proteínas e seu material genético é representado por um único cromossomo circular formado apenas por DNA. Além do cromossomo, muitas bactérias possuem ainda em seu citoplasma uma estrutura denominada plasmídio. Essas estruturas extracromossomiais são formadas por pequenas moléculas de DNA e os genes que apresentam não codificam caracteres essenciais. Da mesma forma como ocorre com o cromossomo bacteriano, os plasmídios são autoduplicáveis e sua duplicação independe da duplicação do cromossomo. A reprodução entre as bactérias ocorre por bipartição e em algumas situações as bactérias podem trocar material genético extracromossomial, os plasmídeos, através de um processo denominado conjugação. Esse processo aumenta a variabilidade desses organismos. A esporulação é um fenômeno que leva à multiplicação desses organismos pela formação de esporos, estruturas extremamente resistentes às intempéries. As bactérias dos gêneros Bacillus e Clostridium freqüentemente formam os esporos. Os esporos são formados no interior das células bacteriana na forma vegetativa, especialmente quando os nutrientes bacterianos são escassos. Cada esporo possui uma cópia completa do material genético da bactéria, além de ribossomos e estruturas relacionadas com a produção de energia. Em condições adequadas, o esporo germina gerando uma bactéria na forma vegetativa. Célula mãe Membrana plasmática Hialoplasma Bacteria Células filhas Reprodução assexuada em bactérias Em relação à nutrição, as bactérias podem ser autótrofas, realizando fotossíntese ou quimiossíntese, e ainda heterótrofas (parasitas ou saprófitas). As bactérias podem ainda ser aeróbicas ou anaeróbicas. Algumas bactérias apresentam capacidade de locomoção graças a flagelos formados por longos filamentos de proteínas. Importância Atuam como decompositores em ecossistemas. Realizam fotossíntese e quimiossíntese. Editora Exato 2

3 Na alimentação humana: produção de alimentos, como queijos, iogurtes etc. Produção de antibióticos, como a estreptomicina. Causam uma série de doenças, como sífilis, gonorréia, cárie, pneumonia, tuberculose etc. O fenômeno da resistência bacteriana pelo uso indiscriminado de antibióticos tem causado sérios problemas para a humanidade. Fixação do nitrogênio atmosférico, especialmente as bactérias do gênero Rhizobium. Cianofíceas ou cianobactérias 4. REINO PROTISTA Protozoários Os protozoários são organismos formados por uma única célula, que apresenta elevado grau de complexidade. Como já foi dito, são eucariontes e heterótrofos, podendo ser aeróbicos ou anaeróbicos. Classificação Os protozoários são classificados de acordo com as estruturas locomotoras. Dessa forma, classificam-se em: Sarcodíneos (rizópodes): locomovem-se às custas da emissão de pseudópodes. Exemplo: Ameba (Entamoeba histolytica). Clorofila e outros pigmentos Membranas Ribossoos DNA Membrana plasmática Parede celular Estrutura de uma cianobactéria Vacúolo com reserva de amido Características gerais São organismos autótrofos, fotossintetizantes, que vivem isolados ou em colônias na água, na terra úmida ou em associação com outros organismos. Também apresentam uma parede celular, citoplasma rico em ribossomos e com lamelas fotossintetizantes. Associados a essas lamelas, encontram-se pigmentos como clorofilas e xantofilas. Esses organismos não apresentam cloroplastos. A reprodução entre as cianofíceas pode ser assexuada através de bipartição ou hormogonia, fenômeno em que uma colônia sofre fragmentação. Importância Como autótrofos, formam a base de diversas cadeias alimentares. Liberam oxigênio através da realização de fotossíntese. São organismos pioneiros em uma sucessão ecológica, devido às baixas exigências nutricionais, já que, além de fotossíntese, são capazes de fixar o nitrogênio atmosférico. Podem associar-se com fungos e constituir os liquens. Entamoeba histolytica Flagelados (mastigóforos): locomovem-se às custas de flagelos. Exemplo: Trypanosoma cruzi. Trypanosoma cruzi Ciliados (cilióforos): locomovem-se às custas de cílios. Exemplo: paramécio (Paramecium caudatum), protozoário de vida livre que vive em lagoas, tanques e poças de água doce. Uma peculiaridade do paramécio é a presença de um macronúcleo, que regula as atividades gerais da célula e da reprodução assexuada, e de um micronúcleo, que participa dos processos de reprodução assexuada e sexuada. A reprodução Editora Exato 3

4 sexuada ocorre por conjugação e a assexuada por divisão binária. Paramecium caudatum Esporozoários: não apresentam estruturas de locomoção. Exemplo: plasmódio (Plasmodium sp.), parasita causador da malária. Importância dos protozoários Vivem em associações harmônicas com um grande número de organismos. É o caso do protozoário Trichonimpha, que vive associado com cupins e auxilia na digestão de celulose. São causadores de doenças graves, como malária, doença de Chagas etc. Essas doenças serão estudadas em programas de saúde. Algas As algas protistas são organismos unicelulares, que apresentam uma grande diversidade e vivem tanto em água doce como salgada. Dividem-se em: Euglenofíceas (Euglenophyta): encontradas principalmente na água doce. O principal exemplo é a Euglena viridis. Crisofíceas: encontradas principalmente nos mares. Os principais exemplos são as diatomáceas, algas com uma parede celular silicosa. A terra de diatomáceas é um material explorado comercialmente. Esse produto é formado por restos das carapaças das diatomáceas e é usado na indústria de cosméticos, cremes dentais e materiais para polimento. Pirrofíceas/dinoflagelados: encontradas principalmente nos mares. Esses organismos apresentam dois flagelos e geralmente possuem coloração esverdeada ou parda. A proliferação excessiva desses organismos Editora Exato 4 ocasiona o fenômeno maré vermelha. Nessa situação, há liberação de toxinas pelos dinoflagelados que causam grande mortalidade de organismos aquáticos. No litoral sul do Brasil, em 1978, ocorreu um grave caso de maré vermelha que resultou na morte de um grande número de crustáceos, aves e peixes. Como as algas são organismos fotossintetizantes, realizam papel importantíssimo nos ecossistemas aquáticos, onde atuam como produtores, formando o fitoplâncton. O fitoplâncton é formado principalmente por dinoflagelados e crisofíceas. 5. REINO FUNGI Os fungos, conhecidos popularmente como bolores, mofos ou leveduras, são organismos que não apresentam clorofila, conseqüentemente não realizam fotossíntese. São todos heterótrofos por absorção, ou seja, suas enzimas atuam fora do organismo e quando ocorre a digestão apenas absorvem os nutrientes. Os fungos apresentam células eucariontes e uma estrutura que pode ser unicelular ou pluricelular. Suas células armazenam o glicogênio, um polissacarídeo de reserva típico das células animais. No caso dos fungos pluricelulares, o corpo é chamado de micélio. O micélio, por sua vez, é formado por uma série de filamentos emaranhados denominados hifas. Vale lembrar que o micélio não forma um tecido verdadeiro. Célula Hifa Micélio Talo Estrutura de fungo pluricelular As hifas podem formar uma massa celular citoplasmática, onde existem vários núcleos. As hifas com casas características são denominadas cenocíticas. As hifas com septos separando os núcleos são as mais comuns, sendo chamadas de monocarióticas ou dicarióticas pelo número de núcleos presentes nos septos.

5 Algumas considerações importantes sobre os fungos São organismos essencialmente terrestres, podendo ser unicelulares ou pluricelulares. Todos os fungos são heterótrofos e são sapróbios (vivem da matéria orgânica proveniente de organismos mortos), parasitas ou simbiontes mutualistas. O glicogênio é o principal polissacarídeo de reserva, enquanto o principal polissacarídeo estrutural é a quitina. Classificação Ficomicetos ou Zigomicetos: São os fungos mais simples, formados por hifas cenocíticas, com núcleos haplóides. Podem apresentar ciclo de reprodução sexuada ou assexuada. O bolor preto do pão pertencente ao gênero Rhizophus é exemplo desse grupo. Reprodução assexuada Esporângios Esporos O zigósporo germina e, por meiose, origina núcleos haplóides. Esporo sofre mitose Zigósporo Hifa(+) Gametângios Reprodução sexuada Hifas Fecundação Ciclo reprodutor do fungo Hifa (-) Basidiomicetos Fungos complexos formados por um componente vegetativo geralmente subterrâneo e uma porção visível denominada corpo de frutificação ou basidiocarpo. Cogumelos comestíveis, orelhas de pau e os cogumelos de chapéu são apenas alguns exemplos de fungos pertencentes a esse grupo. Ascomicetos Fungos que apresentam as hifas organizadas em forma de sacos, os ascocarpos. Estão incluídos nesse grupo os fungos do gênero Saccharomyces, Neurospora, Penicillium e Aspergillus. Penicillium, o fungo do qual se extraiu o primeiro antibiótico, a penicilina. Basidiomiceto Basídios Basidiósporos Deuteromicetos Como não apresentam reprodução sexuada, são também chamados fungos imperfeitos. Doenças como a monilíase, candidíase e pé-de-atleta são causadas por fungos pertencentes a esse grupo. Importância Atuam como decompositores nos ecossistemas. São causadores de prejuízos na agricultura: pode-se citar como exemplo o fungo causador da ferrugem no café, o Hemileias vastatrix. Editora Exato 5

6 São causadores de doenças (micoses) no homem. Como exemplo de micose, podemos citar o pé-de-atleta, causado pela Tinea pedis e a candidíase causada pela Candida albicans. Alguns fungos como o Boletus satanas e o Amanita verna podem causar a morte, se ingeridos. Há ainda fungos causadores de alergias devido a esporos de fungos, como o Penicillum e Aspergillus, presentes na poeira. São importantes para a indústria farmacêutica. O fungo Claviceps purpurea produz o LSD, potente produto alucinógeno. Alguns, como o Penicillium notatum, produzem a penicilina, importante antibiótico. Fonte de alimento para o homem, o champinhon (Agaricus campestris) é extremamente nutritivo. O Saccharomyces é usado na produção de bebidas alcoólicas (fermentação alcoólica) e no preparo de pães. Formam associações ecológicas mutualísticas com outros organismos. Os líquens são associações de fungos, normalmente um ascomiceto e uma alga, que pode ser uma clorofícea ou cianofícea. Através da fotossíntese a alga fornece alimento para ambos enquanto que o fungo é responsável pela proteção e fornecimento de sais minerais para a alga. As micorrizas são associações de fungos com raízes de plantas. Nessa associação, a presença do fungo na raiz da planta aumenta a sua captação de água e sais. O fungo também é responsável pela conversão de minerais em formas mais absorvíveis pela planta. ESTUDO DIRIGIDO 1 Quais as categorias taxonômicas consideradas a- tualmente? 2 Cite três importâncias das bactérias. 3 O que são protozoários? 4 Caracterize os basidiomicetos. EXERCÍCIOS 1 (OSEC - SP) Um organismo formado por células nucleadas, sem pigmentos fotossintetizantes e que cresce sobre matéria orgânica em decomposição é, provavelmente : a) fungo. b) musgo. c) alga. d) samambaia. e) angiosperma. 2 (UFRGS) O organismo causador de uma determinada infecção no homem caracteriza-se ao microorganismo, como unicelular sem núcleo unicelular e sem núcleo diferenciado. Ele poderá ser classificado como: a) fungo. b) vírus. c) bactéria. d) protozoário. e) animal. 3 (Fatec-SP) Numa conferência relacionada a Ecologia, fez-se referência a organismos procariontes cuja reprodução é assexuada e se faz através de estruturas especiais, os hormogônios. Esse organismos são também capazes de fixar o nitrogênio atmosférico e fazer fotossíntese, Sua clorofila, no entanto, se dispersa no citoplasma. Trata-se de: a) bactéria quimiossintetizante. b) traqueófita. c) cianofícea. d) briófita. e) alga. 4 (UFMG) Todos os vírus são constituídos por: a) DNA e proteína. b) aminoácidos e água. c) ácidos nucléicos e proteínas. d) DNA e RNA. e) RNA e proteína. 5 (Cesgranrio) Existem organismos que, apesar de possuírem propriedades, como a auto-reprodução, hereditariedade e mutação, são dependentes de células hospedeiras e por isso considerados parasitas obrigados. Tais organismos incluem: a) procariontes e vírus. b) bactérias e micoplasmas. c) bactérias e vírus. d) somente bactérias. e) somente vírus. 6 Um organismo formado por células nucleadas, sem pigmentos fotossintetizantes e que cresce so- Editora Exato 6

7 bre matéria orgânica em decomposição, é, provavelmente: a) Bactéria; b) Fungo; c) Protozoários; d) Vírus. 7 Lineu, em 1735, publicou um trabalho, no qual apresentava um plano para classificação de seres vivos. Nele estavam propostos o emprego de palavras latinas e o uso de categorias de classificação hierarquizadas. Deve-se também a Lineu a regra de nomenclatura binominal para identificar cada organismo. Nesta regra, entre outras recomendações, fica estabelecido que devemos escrever: a) em primeiro lugar o gênero, depois a espécie. b) em primeiro lugar o gênero, depois a família. c) em primeiro lugar a espécie, depois o gênero. d) em primeiro lugar a espécie, depois o filo. Como já foi dito, são eucariontes e heterótrofos, podendo ser aeróbicos ou anaeróbicos. 4 Fungos complexos, formados por um componente vegetativo geralmente subterrâneo e uma porção visível denominada corpo de frutificação ou basidiocarpo. Exercícios 1 A 2 C 3 C 4 C 5 E 6 B 7 A 8 A 8 Assinale a afirmação INCORRETA para bactérias: a) possuem núcleo individualizado. b) a maioria é heterótrofa. c) são serves vivos unicelulares. d) algumas possuem uma camada gelatinosa ao redor da membrana celular. Estudo Dirigido 1 GABARITO Reino Filo Classe Ordem Família Gênero Espécie 2 Atuam como decompositores em ecossistemas. Realizam fotossíntese e quimiossíntese. Na alimentação humana: produção de alimentos como queijos, iogurtes etc. 3 São organismos formados por uma única célula, que apresenta elevado grau de complexidade. Editora Exato 7