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BIOLOGIA 10ANO
1. Organizao Biolgica
A unidade bsica da vida a clula. Nos seres pluricelulares, as clulas idnticas e com
funes semelhantes formam tecidos. Os tecidos, por sua vez, associam-se formando os
rgos, que realizam uma ou vrias funes no organismo. Diferentes rgos associam-se
e realizam em conjunto determinadas funes no organismo, constituindo um sistema de
rgos. Diferentes sistemas de rgos cooperam entre si, formando um organismo.
Organismos semelhantes que se reproduzem entre si, originando descendentes frteis,
constituem uma espcie. Os indivduos de uma espcie que habitam na mesma rea, no
mesmo momento, formam uma populao. A interaco entre diferentes populaes
constitui uma comunidade. A comunidade e o meio fsico-qumico que ocupa, bem como
as relaes que entre eles se estabelecem, formam um ecossistema.
2. A Clula
O entendimento dos processos biolgicos est centrado na unidade fundamental da vida
a clula. Como consequncia deste facto, Schleiden e Schwann postularam a Teoria
Celular, que, actualmente, assenta nos seguintes pressupostos:
A clula a unidade bsica estrutural e funcional de todos os seres vivos; Todas as clulas provm de clulas preexistentes; A clula a unidade de reproduo, de desenvolvimento e de hereditariedade dos
seres vivos.
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2.1. Unidade estrutural e funcional
Atendendo complexidade da organizao estrutural, as clulas podem agrupar-se em
duas grandes categorias: clulas procariticas e clulas eucariticas.
As clulas procariticas, de que so
exemplo as bactrias, so clulas de
estrutura muito simples, de
reduzidas dimenses e sem sistemas
endomembranares, nomeadamente
sem invlucro nuclear.
As clulas eucariticas so clulas
estruturalmente mais complexas, de
ncleo bem individualizado do
citoplasma, delimitado por um
invlucro nuclear. Nestas podemdistinguir-se as clulas animais e as
clulas vegetais, que apresentam
algumas diferenas a nvel
estrutural.
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2.2. Biomolculas
2.2.1. Prtidos
Os prtidos so compostos orgnicos quaternrios, constitudos por C, H, O e N. A unidade
estrutural o aminocido que, ao estabelecer ligaes peptdicas com outros aminocidos(por cada ligao peptdica que se estabelece, forma-se uma molcula de gua), pode
formar oligopptidos (entre 2 e 20 aminocidos) e polipptidos (mais de 20
aminocidos). As protenas so macromolculas constitudas por uma ou mais cadeias
polipeptdicas e apresentam uma estrutura tridimensional definida.
Algumas funes das protenas so a funo
estrutural (membranas celulares), funo
enzimtica (enzimas), transporte
(hemoglobina), motora (protenas contrcteis dos
msculos), hormonal (insulina) e imunolgica
(anticorpos).
2.2.2. Glcidos
Os glcidos so compostos orgnicos ternrios, constitudos por C, H e O. De acordo com a
sua complexidade, consideram-se trs grandes grupos de glcidos: os monossacardeos,
os dissacardeos e os polissacardeos. A frmula geral destes compostos .
A unidade estrutural so os monossacardeos ou oses, podendo ser classificados quanto
ao nmero de carbonos da molcula 3 carbonos (trioses), 4 carbonos (tetroses), Estes
unem-se atravs de ligaes glicosdicas.
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Algumas funes destes compostos
so a funo energtica (glicose), a
funo estrutural (quitina, celulose)
e a funo de reserva (amido nas
plantas e glicognio nos animais).
2.2.3. Lpidos
Os lpidos so compostos orgnicos ternrios, constitudos por O, H e C, podendo por
vezes conter S, N e P. Estas substncias so insolveis em gua e solveis em solventes
orgnicos, como o clorofrmio, o ter e o benzeno. Podem-se classificar os lpidos em trs
grandes grupos de acordo com a sua funo: lpidos de reserva, lpidos estruturais e
lpidos com funo reguladora.
Lpidos de Reserva
Os cidos gordos so constitudos por uma cadeia linear de tomos de carbono, com um
grupo terminal carboxilo (COOH). Os cidos gordos que possuem tomos de carbono
ligados por ligaes duplas ou triplas dizem-se insaturados. Nos cidos gordos
saturados, todos os tomos de carbono esto ligados entre si por ligaes simples.
O glicerol um lcool que contm trs grupos hidroxilo (HO), capazes de estabelecer
ligaes covalentes com os tomos de carbono dos grupos carboxilo (COOH) dos cidos
gordos. Esta ligao denomina-se ster.
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Lpidos Estruturais
Os fosfolpidos so os constituintes mais abundantes das membranas celulares. A sua
estrutura resulta da ligao de uma molcula de glicerol com dois cidos gordos e com
uma molcula de cido fosfrico. Os fosfolpidos so molculas anfipticas, isto ,
possuem uma parte hidroflica e uma parte hidrofbica.
2.2.4. cidos Nucleicos
Os cidos nucleicos so as principais molculas envolvidas em processos de controlo
celular. Existem dois tipos de cidos nucleicos: cido desoxirribonucleico (DNA) e cido
ribonucleico (RNA). Cada nucletido constitudo por uma base azotada, uma pentose e
um grupo fosfato.
Existem cinco tipos de bases azotadas: adenina (A) e guanina (G) (bases pricas
possuem dois anis); citosina (C), timina (T) e uracilo (U) (bases pirimdicas possuem
um anel).
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Comparao entre as estruturas do DNA e do RNA
DNA RNA
Acar Desoxirribose Ribose
Bases Azotadas A, G, C e T A, G, C e U
Cadeias Cadeia Dupla Cadeia SimplesHlice Sim No
3. Obteno de Matria3.1. Estrutura da Membrana Plasmtica
O modelo de estrutura da membrana, proposto por Singer e Nicholson, o actualmente
mais aceite. O modelo de mosaico fluido unitrio pois aplica-se a todas as membranasexistentes nas clulas. De acordo com ele, a membrana constituda por:
Bicamada fosfolipdica, com as extremidades hidroflicas das molculas aformarem a face interna e externa e as hidrofbicas a ocuparem o interior;
Protenas que, de acordo a sua posio na bicamada, so designadas porprotenas intrnsecas, inseridas na dupla camada, e protenas extrnsecas,
situadas na superfcie interna e externa;
Colesterol, situado entre as molculas de fosfolpidos da bicamada; tem um papelestabilizador da membrana, pois evita que os fosfolpidos se agreguem, mantendo
a sua fluidez;
Glicolpidos e glicoprotenas, localizados na superfcie externa da bicamada.Estas molculas desempenham um papel importante no reconhecimento de certas
substncias pela clula.
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O modelo de mosaico fluido assim chamado devido ao facto de admitir que a membrana
no uma estrutura rgida, existindo movimentos das molculas que a constituem,
dotando-a, assim, de grande fluidez. Verifica-se que as molculas fosfolpidicas tm grande
mobilidade lateral, trocando de posio com outras que se encontrem na mesma camada.
Ocasionalmente, podem ocorrer movimentos transversais de fosfolpidos de uma
camada para a outra.
3.2. Movimentos Transmembranares
3.2.1. Osmose
O movimento de gua atravs da membrana citoplasmtica designa-se osmose.
A osmose o movimento de molculas de gua de um meio menos concentrado ( meio
hipotnico e com menor presso osmtica) para um meio mais concentrado (meio
hipertnico e com maior presso osmtica). Quando os meios possuem igual
concentrao (isotnicos), estabelece-se uma situao de equilbrio em que o fluxo de
gua que entre nas clulas igual ao fluxo de sada.
Na sequncia dos movimentos osmticos, a clula pode:
Perder gua, diminuindo assim o seu volume celular. Nessa situao, a clula diz-se plasmolisada ou no estado de plasmlise.
Ganhar gua, aumentando assim o seu volume celular e aumentando a pressosobre a membrana/parede celular (presso de turgescncia). Neste caso, a clula
diz-se trgida ou no estado de turgescncia.
No caso das clulas animais, a turgescncia pode conduzir, em situao-limite, ruptura
da membrana celular (lise celular). Isto no acontece nas clulas vegetais pois possuem
uma parede celular rgida.
Este processo no gasta energia. Diz-se, por isso, que um transporte passivo.
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3.2.2. Difuso Simples
O movimento de outras substncias atravs da membrana celular designa-se difuso
simples. Neste processo de transporte, as molculas de um soluto (C, ureia, etc.)
deslocam-se do meio de maior concentrao para o meio de menor concentrao (a
favor do gradiente de concentrao). A velocidade de movimentao de soluto
directamente proporcional diferena de concentrao entre os dois meios. Neste
processo no h gasto de energia transporte passivo.
3.2.3. Difuso Facilitada
A difuso facilitada deve-se existncia de protenas transportadoras na membrana, que
promovem a passagem de molculas. As protenas so especficas para cada tipo de
substncia e denominam-se permeases. Neste processo de movimentao de solutos, as
molculas deslocam-se do meio de maior concentrao para o meio de menor
concentrao (a favor do gradiente de concentrao) com interveno das permeases.
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A velocidade de transporte da substncia:
Aumenta com a concentrao de soluto; Mantm-se quando todos os locais de ligao das permeases esto ocupados
(saturao), mesmo que a concentrao aumente velocidade mxima.
No h gasto de energia transporte passivo.
3.2.4. Transporte Activo
Apesar dos processos de transporte passivo de substncias atravs da membrana celular,
a clula tambm pode manter vrias substncias no seu interior, em concentraes muito
diferentes das do meio. Esta manuteno implica gasto de energia. Essa energia
utilizada para o movimento de substncias contra um gradiente de concentrao, atravs
de protenas transportadoras, num processo designado transporte activo.
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Ento, as molculas de um soluto (Na+, K+) deslocam-se de um meio de maior
concentrao para um meio de menor concentrao (contra o gradiente de
concentrao) com interveno de protenas transportadoras asATPases.
Este processo mantm um gradiente de concentrao entre os meios intracelular e
extracelular e implica gasto de energia (ATP).
3.3. Transporte de Partculas
Endocitose e Exocitose
Por vezes as substncias que a clula precisa no seu interior so demasiado grandes para
passarem atravs da membrana citoplasmtica. O transporte deste tipo de material para o
interior da clula por invaginao da membrana celular chama-se endocitose. Existem
vrios tipos de endocitose, como a fagocitose, a pinocitose e a endocitose mediada por
receptores.
Na fagocitose, a clula emite prolongamentos citoplasmticos, os pseudpodes, que
envolvem partculas de grandes dimenses ou mesmo clulas inteiras, acabando por
formar uma vescula que se destaca para o interior do citoplasma.
Na pinocitose, a membrana celular, por invaginao, engloba fluido extracelular contendo
ou no pequenas partculas. Esta invaginao evolui para a formao de pequenas
vesculas endocticas.
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Na exocitose, a clula liberta para o meio extracelular produtos resultantes da digesto
intracelular ou molculas sintetizadas no seu interior, tais como produtos de metabolismo
celular, certas secrees (hormonas e enzimas) e protenas estruturais (colagnio). Neste
processo as vesculas de secreo convergem para a membrana, fundem-se com ela e
libertam o seu contedo no meio extracelular.
3.4. Digesto Intracelular
A digesto intracelular ocorre no interior das clulas, atravs da aco de enzimas
contidas em vacolos digestivos. As protenas enzimticas sintetizadas nos ribossomas
no retculo so transportadas at ao complexo de Golgi de duas formas: deslocam-se
atravs dos canais do retculo endoplasmtico at ao complexo de Golgi ou so
armazenadas em vesculas que se destacam do retculo e que se fundem com o complexode Golgi. No interior do complexo de Golgi, as protenas enzimticas, tais como outras que
a so processadas, sofrem maturao, o que as torna funcionais, acabando por ser
transferidas para vesculas designadas lisossomas.
A digesto intracelular ocorre no interior de vacolos digestivos, que resultam da fuso
dos lisossomas com vesculas endocticas ou com vesculas originadas no interior do
citoplasma. Por aco das enzimas digestivas, as molculas complexas existentes no
interior dos vacolos digestivos so desdobradas em molculas mais simples. Os resduos
resultantes da digesto so eliminados para o meio extracelular por exocitose.
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3.5. Ingesto, Digesto e Absoro
O processamento dos alimentos at que estes possam fornecer os seus constituintes para
que sejam utilizados pelas clulas engloba a ingesto, a digesto e a absoro:
A ingesto consiste na entrada dos alimentos para o organismo; A digesto o conjunto de processos que permite a transformao de molculas
complexas dos alimentos em molculas mais simples;
A absoro consiste na passagem dos nutrientes resultantes da digesto para omeio interno.
A hidra e a planria possuem tubos digestivos incompletos, isto , com uma s abertura,
designada cavidade gastrovascular. Nestes casos, a digesto inicia-se na cavidade
gastrovascular digesto extracelular onde so lanadas enzimas que actuam sobre os
alimentos e os transformam em partculas simples.
As partculas parcialmente digeridas so depois fagocitadas por clulas que continuam a
digesto dentro de vacolos digestivos digesto intracelular ocorrendo a difuso das
molculas simples para as restantes clulas do organismo.
Alguns mecanismos adaptativos so a presena da faringe que permite planria captar
os animais de que se alimenta e a maior rea de digesto e de absoro da planria
resultante da ramificao da cavidade gastrovascular, que permite uma distribuio
eficaz dos nutrientes por todas as clulas.
A minhoca e o Homem possuem um tubo digestivo completo, isto , com duas aberturas
a boca, por onde entram os alimentos e o nus que por onde eles saem.
Na minhoca, o alimento entra pela boca, passa pela faringe, pelo esfago e deste para o
papo, onde acumulado e humidificado. De seguida, passa para a moela, onde triturado
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com a ajuda de gros de areia. O alimento fraccionado por digesto mecnica segue para o
intestino, onde:
Sofre a aco de enzimas que completam a digesto; Ocorre a absoro de substncias mais simples.
Os resduos alimentares so eliminados pelo nus.
No tudo digestivo do Homem, bem como em todos os vertebrados, cada uma das reas
especializada numa etapa particular do processo digestivo, realizando-se a maior parte
deste no estmago e no intestino delgado.
Na boca, por aco dos dentes e da saliva, inicia-se a digesto mecnica e qumica; No estmago e no intestino delgado so produzidas enzimas especficas, ocorrendo
tambm aqui a digesto mecnica e qumica; No intestino delgado so lanados ao mesmo tempo o suco pancretico e a blis,
provenientes, respectivamente, do pncreas e do fgado (glndulas anexas).
No intestino delgado, aps terminar a digesto, inicia-se a absoro, facilitada pelaexistncia de projeces ricamente vascularizadas da superfcie intestinal que
aumentam significativamente a rea da superfcie de absoro. Por difuso ou
transporte activo, os diferentes nutrientes atravessam as membranas das clulas
da parede intestinal e dos capilares sanguneos ou linfticos.
O material no absorvido passa para o intestino grosso, onde ocorre absoro degua antes da sua eliminao pelo nus.
As caractersticas de um tubo digestivo completo so o maior e mais eficaz
aproveitamento dos alimentos, dado que estes se deslocam num nico sentido,
permitindo uma digesto e uma absoro sequenciais ao longo do tubo, a existncia de
vrios rgos, onde pode ocorrer digesto por aco mecnica e qumica (enzimas
digestivas), a maior capacidade de absoro, uma vez que esta pode ocorrer em
diferentes zonas do tubo, a eficiente eliminao atravs do nus, dos resduos
alimentares no absorvidos e a possibilidade de armazenamento de maior quantidade
de alimento.
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4. Obteno de matria pelos seres autotrficos
Para que o processo de autotrofia ocorra, estes seres utilizam energia luminosa seres
fotoautotrficos ou energia resultante de reaces de oxidao-reduo de determinados
compostos qumicos seres quimioautotrficos.
4.1. Fotossntese
A fotossntese um processo complexo que envolve a utilizao da energia luminosa na
produo de substncias orgnicas a partir de C e , com a libertao de ,
realizado pelas cianobactrias, pelas algas e pelas plantas. Pode, por isso, dizer-se que
estes seres convertem a energia luminosa em energia qumica.
De uma forma genrica, pode equacionar-se a fotossntese da seguinte maneira:
A fotossntese reveste-se de uma grande importncia para os seres vivos porque:
Produz substncias orgnicas a partir de substncias inorgnicas; Transporta a energia luminosa em energia qumica, que fica armazenada nos
compostos orgnicos sintetizados;
Produz o oxignio, gs essencial para a sobrevivncia da maioria dos seres vivos.
Os principais pigmentos fotossintticos presentes nas plantas e nas algas so as clorofilas.
Atravs da anlise do espectro de absoro dos diferentes pigmentos, constata-se que as
clorofilas a e b possuem picos de absoro que se situam nas zonas azul-violeta e
vermelho-alaranjado do espectro de luz visvel. Por essa razo, plantas sujeitas
experimentalmente a luz com diferentes comprimentos de onda apresentam diferentes
taxas fotossintticas.
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Quando os pigmentos fotossintticos absorvem luz, os seus electres passam para nveis
de energia superiores. Os electres excitados podem, seguidamente, regressar ao nvel
energtico inicial estado fundamental libertando energia sob a forma de calor ou de
luz, sendo este ltimo caso designado fluorescncia.
Admite-se, actualmente, que as clorofilas e os outros pigmentos fotossintticos esto
dispersos na bicamada fosfolipdica da membrana interna dos seus cloroplastos.
Durante as dcadas de 40 e 50, foram realizadas experincias que contriburam para
esclarecer as etapas envolvidas no processo fotossinttico. Essas experincias permitiram
verificar que a fotossntese compreendia duas fases:
Uma fase em que as reaces dependem da luz fase fotoqumica.
Uma fase no dependente directamente da luz fase qumica.
Fase Fotoqumica
Nesta fase, tambm designada por fase dependente da luz, a energia luminosa, captadapelos pigmentos fotossintticos, convertida em energia qumica, que vai ser utilizada na
fase seguinte. Nesta etapa ocorrem:
Fotlise da gua desdobramento da molcula de gua em hidrognio e oxigniona presena da luz:
O oxignio libertado e os hidrognios cedem os seus electres, que vo ser
captados pela clorofila quando oxidada. Por esta razo, a gua considerada o
dador primrio de electres.
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Oxidao da clorofila a clorofila, quando excitada pela luz, perde electres,ficando oxidada. Esses electres vo ser transferidos ao longo de uma cadeia de
molculas transportadoras de electres at serem captados por um transportador
de electres, que fica reduzido.
Fotofosforilao ao longo da cadeia transportadora de electres ocorremreaces de oxidao-reduo com libertao de energia. Essa energia utilizada
na fosforilao do ADP em ATP num processo chamado fotofosforilao.
Fase Qumica
Nesta fase, tambm designada por fase no dependente da luz, ocorre a reduo do C e a
sntese de compostos orgnicos num ciclo de reaces conhecido como ciclo de Calvin.
Este compreende, basicamente, as seguintes etapas: Fixao do C; Produo de compostos orgnicos; Regenerao da ribulose difosfato (RuDP).
De uma forma mais particular:
O ciclo de Calvin tem incio com a combinao do C com uma pentose, isto , umglcido formado por cinco tomos de carbono ribulose difosfato (RuDP)
originado um composto intermdio instvel, com 6 carbonos;
Este composto origina, imediatamente, duas molculas com trs tomos decarbono cido fosfoglicrico (PGA);
As molculas de PGA so fosforiladas pelo ATP e posteriormente reduzidas peloNADPH, provenientes da fase fotoqumica, formando aldedo fosfoglicrico (PGAL);
Por cada doze molculas de PGAL formadas, dez so utilizadas para regenerar aRuDP e duas so utilizadas para sintetizar compostos orgnicos;
Para se formar uma molcula de glicose, necessrio que o ciclo se realize seisvezes, gastando-se seis molculas de C, dezoito molculas de ATP (trs por
cada ciclo) e doze molculas de NADPH (duas por cada ciclo).
Durante a fase no dependente directamente da luz (reaces qumicas), verifica-se:
A incorporao do C; A utilizao da energia qumica contida no ATP e poder redutor do NADPH para
formar compostos orgnicos.
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4.2. Quimiossntese
A quimiossntese um processo de sntese de compostos orgnicos que utiliza, tal como
a fotossntese, o dixido de carbono como fonte de carbono, mas, em vez da energia solar,
usa a energia proveniente da oxidao de substncias inorgnicas, como a amnia, os
nitritos, o enxofre e o ferro. S algumas bactrias conseguem realizar este processo, como
por exemplo, as bactrias nitrificantes, as bactrias sulfurosas, etc.
Na quimiossntese, tal como na fotossntese, possvel distinguir duas fases:
Produo de molculas de ATP e reduo de um transportador (NADPH) daoxidao de compostos minerais (por exemplo, ) libertam-se electres (e
) e
protes () que vo ser transportados ao longo de uma cadeia, ocorrendo a
fosforilao de ADP em ATP e a reduo do transportador (NAD em NADPH).
Fixao de dixido de carbono esta fase corresponde fase qumica dafotossntese, ocorrendo tambm aqui um ciclo idntico ao de Calvin, onde
intervm as molculas de ATP e de NADPH produzidas na fase anterior. Neste cicloverifica-se a fixao do dixido de carbono, que reduzido, permitindo a formao
de substncias orgnicas.
A fotossntese e a quimiossntese diferem basicamente em dois aspectos:
Na fonte de energia utilizada energia solar (fotossntese) e energia resultanteda oxidao de compostos minerais (quimiossntese);
Na fonte de protes () e electres () molcula de gua (fotossntese) eoxidao de compostos minerais (quimiossntese).
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5. Distribuio de Matria5.1. O transporte nas Plantas
As plantas, enquanto seres pluricelulares complexos, necessitam de transportar
substncias minerais at as folhas, para garantir a sntese de compostos orgnicos que a
ocorre. Posteriormente, esses compostos tero de ser distribudos a todas a clulas, de
forma a poderem ser utilizados.
O sistema de vasos que se estende desde a raiz, passa pelos caules e chega at s folhas
denomina-se xilema e nele movimenta-se a seiva bruta ou xilmica. Existe tambm
outro sistema de vasos chamado floema, que se estende desde as folhas at aos restantes
rgos da planta, transportando a seiva elaborada ou flomica.
Xilema
O xilema est especializado no transporte de gua e de sais minerais. Na maioria das
plantas, este tecido constitudo por quatro tipos de clulas:
Os elementos condutores, que podem ser tracides e elementos de vasos:o Os tracides so clulas que formam tubos e que permitem a passagem de
gua e de sais minerais;
o Os elementos de vasos resultam de clulas mortas e que conferem rigidezao xilema;
As fibras lenhosas, que so constitudas por clulas mortas e que desempenhamfunes de suporte;
O parnquima lenhoso um tecido formado por clulas vivas que desempenhaimportantes actividades metablicas (fotossntese, etc.). Estas clulas so as nicas
clulas vivas do xilema e desempenham funes, essencialmente, de reserva.
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Floema
O floema est especializado no transporte de gua e substncias orgnicas, sendo formado,
tal como o xilema, por quatro tipos de clulas:
As clulas dos tubos crivosos, que so clulas muito especializadas. Estas clulaspossuem uma placa crivosa com uma srie de orifcios.
As clulas de companhia que se situam junto das clulas de tubo crivoso e soclulas vivas.
As fibras, que desempenham funes de suporte. O parnquima, que formado por clulas vivas, pouco diferenciadas e que tem
funes de reserva.
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Absoro Radicular
A maior parte da gua e dos ies necessrios para as vrias actividades da planta
absorvida pelo sistema radicular.
Normalmente, o meio intracelular das clulas da raiz hipertnico relativamente ao
exterior, pelo que a gua tende a entrar na planta por osmose. A manuteno deste
gradiente osmtico, desde as clulas mais perifricas da raiz at ao xilema, provoca a
passagem da gua por osmose para os seus vasos. Os ies minerais, quando presentes no
solo em concentraes elevadas, entram nas clulas da raiz por difuso simples; no
entanto, como j foi referido, usual verificar-se uma elevada concentrao destes ies no
meio intracelular. Neste caso, os ies entram por transporte activo, com consequente
gasto de energia. O transporte activo de ies atravs das clulas da periferia da raiz at ao
xilema cria um gradiente osmtico, que faz com que a gua tenda a passar por osmose at
ao xilema.
5.1.1. Hiptese da Presso Radicular (Xilema)
A ascenso de gua no xilema pode ser explicada pela existncia de uma presso exercida
no xilema ao nvel da raiz presso radicular. A entrada de sais nas clulas da raiz, por
transporte activo, conduz a um aumento da sua concentrao no meio intracelular. Esteaumento provoca o movimento de gua para o interior das clulas, gerando-se uma
presso que fora a gua a subir nos vasos xilmicos.
Os fenmenos de gutao e exsudao caulinar constituem evidncias deste processo.
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5.1.2. Teoria da Tenso-Coeso-Adeso (Xilema)
A quantidade de vapor degua que sai das folhas portranspirao causa uma
tenso na parte superior daplanta que provoca aascenso da gua. Estatenso ocorre devido spropriedades da guacirculante na planta.
Devido polaridade queapresentam, as molculas de
gua tendem a ligar-se umass outras por pontes dehidrognio, que seestabelecem entre os tomosde hidrognio de umamolcula e os tomos deoxignio de molculasprximas. Graas a estasforas de coeso, asmolculas de gua mantm-
se unidas entre si. Asmolculas de gua tm aindaa capacidade de aderir aoutras substncias,nomeadamente aosconstituintes das paredes doxilema.
Estas foras de tenso-coeso-adeso fazem comque se estabelea umacoluna de gua no xilema,desde as razes at as folhas.O movimento das molculasde gua, que se perdem portranspirao ao nvel dasfolhas, faz mover toda estacoluna no sentidoascendente.Consequentemente, quantomais rpida for atranspirao foliar, maisrpida se torna a absororadicular.
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Este sistema s funciona correctamente quando existe uma continuidade na coluna de
gua. Quando isto no acontece, por interposio de bolhas de ar, ou quando ocorre um
arrefecimento intenso da gua, a ascenso deixa de se verificar, s podendo ser reposta
devido presso radicular. Em alguns casos, a presso radicular no suficiente para
repor a continuidade da coluna de gua e o vaso xilmico em questo deixa mesmo de
funcionar.
5.1.3. Hiptese do Fluxo de Massa (Floema)
O movimento da seiva elaborada no interior dos tubos crivosos explicado pela hiptese
do fluxo de massa de Mnch, que pode ser descrita da seguinte forma:
Os glcidos produzidos nas folhas durante a fotossntese so convertidos emsacarose antes de entrarem para o floema, para serem transportados aos locaisonde so armazenados ou gastos, tais como as flores, os frutos, as sementes, os
caules ou as razes.
A passagem da sacarose das clulas das folhas para as clulas de companhia dofloema ocorre por transporte activo. Seguidamente, a sacarose passa destas
clulas para as clulas de tubos crivosos atravs das ligaes citoplasmticas
estabelecidas entre elas.
O aumento da concentrao de sacarose nas clulas de tubos crivosos provoca umaumento da presso osmtica, o que leva entrada de gua, vinda do xilema,
nestas clulas, que ficam trgidas. A presso de turgescncia obriga a soluo de
sacarose a deslocar-se atravs da placa crivosa para a clula do tubo seguinte e
assim sucessivamente.
Nas regies de consumo/armazenamento, a sacarose retirada do interior dofloema por transporte activo, provocando a sada de gua para as clulas vizinhas.
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5.2. O transporte nos Animais
Todos os seres vivos necessitam de realizar trocas de substncias com o meio envolvente,
condio fundamental para a manuteno da vida. Os animais, em particular, necessitam
de receber nutrientes e oxignio para as suas clulas e tm de eliminar dixido de carbonoe outros produtos resultantes do metabolismo.
Um sistema circulatrio compreende sempre:
Um fluido circulante que garante o transporte dos nutrientes, a circulao desubstncias reguladoras, as trocas gasosas e o transporte dos resduos a serem
excretados;
Um rgo propulsor destinado a impulsionar o fluido circulante o corao. Uma rede mais ou menos complexa de canais de comunicao, entre os
diferentes rgos e tecidos do organismo, que permite o contacto do lquido
circulante com o lquido intersticial de todas as clulas.
Nos animais mais simples, como a hidra, no existe um sistema de transporte
especializado. O facto de serem formadas apenas por duas camadas de clulas e de
estarem em contacto directo com o meio permite que o oxignio se difunda, de forma
directa, da gua para as clulas. Os nutrientes difundem-se do interior da cavidade
gastrovascular para as clulas e os produtos de excreo, resultantes do metabolismo
celular, so lanados directamente no meio.
Sistemas Circulatrios abertos e fechados
Nos insectos, o aparelho circulatrio constitudo por um vaso dorsal com pequenas
dilataes (coraes) que impulsionam o fluido circulante para a regio anterior do
corpo. Nessa regio, o fluido sai para cavidades (lacunas) que constituem o hemoclio,
contactando directamente com as clulas do corpo do animal. Aps banhar as clulas, o
fluido regressa ao sistema circulatrio atravs de orifcios existentes nos coraes
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(ostolos). Neste tipo de aparelho circulatrio, o fluido sai do interior de vasos e mistura-
se com o lquido intersticial que circunda as clulas, designando-se, por este facto, por
sistema circulatrio aberto e o lquido circulante por hemolinfa.
Na minhoca, o sangue s circula no interior de vasos sanguneos, no se misturando com o
lquido intersticial sistema circulatrio fechado. Neste animal existem dois vasos, um
dorsal e outro ventral relativamente ao tubo digestivo. O vaso dorsal funciona como um
corao, provocando o movimento do sangue da parte de trs para a frente do corpo. Na
parte anterior do corpo existem cinco vasos laterais (arcos articos) que, ao contrarem,
impulsionam o sangue para o vaso ventral. Nos sistemas circulatrios fechados, o sangue
flui mais rapidamente, aumentando a eficcia do transporte de materiais s clulas e
assegurando nveis mais elevados de taxas metablicas.
Os insectos, embora possuam um sistema circulatrio aberto, tm uma elevada taxa
metablica, o que, aparentemente, contraditrio. Contudo, neste grupo de animais, os
gases respiratrios (oxignio e dixido de carbono) no so transportados pelos lquidos
circulantes, existindo um sistema respiratrio que conduz os gases directamente aos
tecidos, assegurando, assim, que se realize uma eficiente troca gasosa, responsvel pelas
altas taxas metablicas.
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Sistemas de Transporte fechados aspectos comparativos
Tipos de Circulao
Simples: O sangue efectua um nico trajecto, passando uma vez pelo corao sob aforma de sangue venoso.
o Aspectos estruturais e funcionais: Corao com duas cavidades: uma aurcula e um ventrculo. A aurcula recebe o sangue venoso proveniente de todo o
organismo e envia-o para o ventrculo.
O ventrculo impulsiona o sangue para as brnquias, onde ocorremas trocas gasosas.
Dos capilares branquiais, o sangue segue para os tecidos e rgos,com baixa velocidade e presso.
o Influncia no Metabolismo: A chegada de nutrientes e oxignio s clulas e a remoo de
resduos pouco eficiente, uma vez que o sangue flui com baixa
velocidade e presso para as clulas dos tecidos e rgos.
Dupla: O sangue percorre dois trajectos distintos:Circulao Pulmonar o sangue sai do ventrculo direito para a artria pulmonar,
que se ramifica para os rgos onde oxigenado, regressando aurcula esquerda do
corao pelas veias pulmonares;
Circulao Sistmica o sangue sai do ventrculo esquerdo para a artria aorta em
direco aos tecidos. Regressa, posteriormente, aurcula direita pelas veias cavas.
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Pode ser:
Incompleta: H mistura de sangue venoso com sangue arterial.o Aspectos estruturais e funcionais:
Corao com trs cavidades: duas aurculas e um ventrculo. A aurcula direita recebe o sangue venoso e a esquerda o sangue
arterial.
O ventrculo recebe sangue venoso e sangue arterial. A circulao pulmonar e a circulao sistmica no so
independentes, ocorrendo mistura parcial de sangue venoso e
arterial no ventrculo.
o Influncia no Metabolismo: O sangue, bombeado directamente do corao para os capilares dos
diferentes rgos, chega com maior velocidade e presso aos
tecidos, o que aumenta a eficcia das trocas de materiais com o
fluido intersticial.
Possui a desvantagem de ocorrer uma mistura parcial dos doistipos de sangue no ventrculo, o que afecta a concentrao de
oxignio do sangue arterial.
Completa: Os dois tipos de sangue nunca se misturam em todo o percurso.o Aspectos estruturais e funcionais:
Corao com quatro cavidades: duas aurculas e dois ventrculos. No lado direito do corao circula apenas sangue venoso e no lado
esquerdo apenas sangue arterial.
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A circulao pulmonar e a circulao sistmica so independentes,no ocorrendo misturas de sangue no corao.
o Influncia no Metabolismo: Esta circulao garante um maior aporte de oxignio s clulas do
organismo, o que permite uma maior produo de energia. Este
aumento reflecte-se numa maior capacidade de produo de calor
corporal, que distribudo de modo uniforme por todo o
organismo, mantendo constante a sua temperatura animais
homeotrmicos. Esta aquisio contribui para uma melhor
adaptao destes animais a uma grande variedade de ambientes.
5.3. Fluidos Circulantes
Nos vertebrados, para alm do aparelho circulatrio sanguneo, existe um sistema
linftico formado pelos vasos linfticos ramificados em capilares linfticos e pelos rgoslinfides. Este sistema desempenha funes muito importantes, destacando-se:
Comunicao entre o sangue, que transporta substncias e as clulas; A recolha da linfa intersticial, que banha as clulas, fazendo-a regressar ao sangue. A absoro das gorduras do intestino, atravs de pequenos canais existentes nas
vilosidades intestinais, para o interior dos quais so absorvidos os produtos
resultantes da digesto das gorduras.
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No seu conjunto, os fluidos circulantes so responsveis pelo(a):
Transporte de nutrientes (pelo plasma), necessrios para a nutrio das clulas; Transporte de oxignio (pelas hemcias), necessrio para a respirao celular; Remoo do dixido de carbono (pelo plasma e uma pequena quantidade pelas
hemcias), resultante da respirao celular;
Transporte de hormonas (pelo plasma), responsveis pelo controlo de algumasactividades celulares;
Transporte de clulas e anticorpos do sistema imunitrio, responsveis pela defesado organismo contra ataques de agentes patognicos;
Transporte de substncias e materiais capazes de formar cogulos e assim, pararhemorragias;
Distribuio de calor para diferentes zonas do corpo, como forma de regular atemperatura corporal.
6. Transformao e Utilizao de Energia pelos Seres Vivos
O conjunto de reaces que ocorrem no interior das clulas de qualquer ser vivo constitui
o metabolismo celular. O metabolismo compreende dois tipos de reaces:
Anabolismo conjunto de reaces qumicas onde h sntese de molculascomplexas a partir de molculas mais simples, com consumo de energia. Exemplo
deste processo a sntese de protenas a partir de aminocidos com consumo de
molculas de ATP.
Catabolismo conjunto de reaces qumicas onde h a degradao de molculasem molculas sucessivamente mais simples. Como exemplos de catabolismo
refiram-se os processos de obteno de energia (ATP) pelas clulas. Atravs destes
processos, a energia acumulada em molculas orgnicas, como, por exemplo, a
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glicose, utilizada na sntese de molculas de ATP. Estes compostos orgnicos so
lentamente degradados ao longo de uma srie de reaces em cadeia, ocorrendo
por etapas e libertao da energia neles acumulada.
Basicamente, podem considerar-se dois tipos de vias de sntese de ATP:
Vias anaerbias (sem interveno de oxignio): fermentao e respiraoanaerbia;
Vias aerbias (com interveno de oxignio): respirao aerbia.
6.1. Fermentao
A fermentao um processo simples e primitivo em termos de obteno de energia;
ocorre no hialoplasma das clulas, compreendendo duas etapas:
Gliclise conjunto de reaces que degradam a glicose at cido pirvico oupiruvato.
No final da gliclise resultam:
o Duas molculas de NADH;o Duas molculas de cido pirvico;o Duas molculas de ATP (formam-se quatro, mas duas so gastas na
activao da gliclise).
Reduo do Piruvato conjunto de reaces que conduzem formao dosprodutos da fermentao.
Fermentao Alcolica
O cido pirvico descarboxilado, formando-se aldedo actico, que posteriormente reduzido (pelo NADH), originando etanol, rico em energia
potencial.
Formam-se dois compostos finais duas molculas de dixido de carbono,resultantes da descarboxilao do cido pirvico e duas molculas de etanol, que
possuem, cada uma, dois tomos de carbono.
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Fermentao Lctica
O cido pirvico reduzido (pelo NADH), formando cido lctico, rico em energiapotencial.
O nico composto final o cido lctico, que possui trs tomos de carbono.
6.2. Respirao Aerbia
A respirao aerbia uma via metablica realizada com consumo de oxignio que
permite a degradao total da molcula de glicose com um rendimento energtico muito
superior ao da fermentao.
A respirao aerbia compreende quatro etapas:
Gliclise etapa comum fermentao que ocorre no citoplasma com formaode duas molculas de cido pirvico, duas molculas de ATP e duas molculas de
NADH.
Formao de acetil-coenzima A na presena de oxignio, o cido pirvico entrana mitocndria, onde descarboxilado (perde uma molcula de C) e oxidado
(perde um hidrognio, que usado para o reduzir o NA, formando NADH).
Ciclo de Krebs conjunto de reaces metablicas que conduz oxidaocompleta da glicose. Este conjunto de reaces ocorre na matriz da mitocndria e
catalisado por um conjunto de enzimas.
Cada molcula de glicose conduz formao de duas molculas de cido pirvico,
as quais originam duas molculas de acetil-CoA, que iniciam dois ciclos de Krebs.
Devido combinao do grupo acetil (2C) da CoA com o cido oxaloactico (4C),
forma-se cido ctrico. Assim, por cada molcula de glicose degradada, formam-se
no ciclo de Krebs:
o Seis molculas de NADH;o Duas molculas de FAD (que tem um papel semelhante ao NADH);o Duas molculas de ATP;o Quatro molculas de C.
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Cadeia Transportadora de Electres esta etapa ocorre na membrana internada mitocndria, onde se encontram transportadores proteicos com diferentes
graus de afinidade para os electres provenientes das etapas anteriores. Ao longo
da cadeia ocorre libertao gradual de energia, medida que os electres passam
de um transportador para outro. Esta energia libertada vai ser utilizada na sntese
de molculas de ATP, dissipando-se alguma sob a forma de calor. No final da cadeia
transportadora, os electres so transferidos para um aceptor final o oxignio,
formando-se uma molcula de gua por cada dois protes () captados.
Do ponto de vista energtico, a respirao aerbia um processo de degradao da glicose
mais rentvel que a fermentao. A respirao aerbia permite a obteno de 36 ou 38
molculas de ATP, enquanto que a fermentao apenas permite um saldo de 2 molculasde ATP.
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7. Trocas Gasosas em Seres Multicelulares
7.1. Trocas Gasosas nas Plantas
Nas plantas, as trocas gasosas esto basicamente associadas a trs processos
fundamentais: transpirao (perda de vapor de gua), fotossntese (entrada de C esada de ) e respirao aerbia (entrada de e sada de C).
atravs dos estomas, localizados principalmente nas folhas, que ocorrem as trocas
gasosas com o meio externo. Estes so constitudos, basicamente, por duas clulas-
guarda que delimitam uma abertura, o ostolo, atravs do qual se efectuam as trocas
gasosas. Nestas clulas, as paredes celulares que limitam a abertura so mais espessas
que as paredes opostas. Este facto permite-lhes variar a abertura do ostolo em funo do
seu grau de turgescncia. Quando estas clulas perdem gua, ficam plasmolisadas, a
presso de turgescncia diminui e o estoma fecha. Quando as clulas-guarda esto
trgidas, os ostolos abrem.
As variaes de turgescncia das clulas-guarda dependem do movimento, por transporte
activo, de ies para o seu interior. O aumento da concentrao desses ies no interior
da clula provoca a entrada de gua por osmose com consequente aumento de
turgescncia e abertura do estoma. A sada dos ies por difuso simples provoca a
sada de gua para as clulas vizinhas, diminuindo o volume celular (clula
plasmolisada), o que provoca o fecho dos estomas.
Os movimentos estomticos esto, tambm, dependentes da luz. Quando a planta est
luz e ocorrem as reaces fotoqumicas da fotossntese, o estoma abre. Na obscuridade,
como as reaces fotoqumicas da fotossntese no se realizam, o estoma fecha.
Factores como a temperatura, o vento, a humidade e o contedo de gua no solo tambm
influenciam a abertura e o fecho dos estomas.
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7.2. Trocas Gasosas nos Animais
Nos animais, os gases respiratrios entram e saem do meio interno do organismo atravs
das superfcies respiratrias. Essas superfcies, bem como o conjunto de rgos
envolvidos no desempenho dessa funo, constituem o sistema respiratrio. Apesar dagrande diversidade das superfcies respiratrias, possvel encontrar em todas elas um
conjunto de caractersticas que aumentam a eficcia das trocas gasosas que a ocorrem:
So superfcies hmidas, o que permite a dissoluo dos gases, necessria a suadifuso;
So superfcies finas, constitudas apenas por uma camada de clulas epiteliais; So superfcies altamente vascularizadas; Possuem uma rea grande relativamente ao volume dos rgos em que se situam.
7.2.1. Difuso Directa
As trocas directas de gases atravs da superfcie corporal ocorrem em alguns animais
aquticos e terrestres com baixas taxas metablicas e elevada relao superfcie/volume
corporal. Esta condio resulta num contacto directo da maioria das clulas com o meio
externo, facto que possibilita a troca directa entre ambos os meios. Este tipo de trocas
encontra-se na hidra e na planria.
Hematose Traqueal
O gafanhoto e outros insectos possuem um sistema respiratrio com difuso directa
designado por sistema traqueal. Este sistema constitudo por um conjunto de canais
traqueias que se vo ramificando at se encontrarem em contacto com as clulas, onde
ocorrem as trocas gasosas. O oxignio difunde-se directa e rapidamente atravs de
traqueias sem interveno de um sistema de transporte, o que permite ao animal altas
taxas metablicas. O facto de este sistema se ramificar para o interior do corpo minimiza
as perdas de gua, podendo ser considerado uma adaptao importante ao ambiente
terrestre.
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7.2.2. Difuso Indirecta
Hematose Cutnea
Neste tipo de troca gasosa, os gases difundem-se entre a superfcie do corpo do animal e o
sangue, ocorrendo, portanto, difuso indirecta. A ocorrncia da hematose cutnea possvel graas abundante vascularizao existente por debaixo da superfcie da pele e
manuteno da humidade na superfcie do corpo tegumento. Este ltimo requisito
assegurado quer por glndulas produtoras de muco, quer pelo habitat hmido
caracterstico destes animais. Este tipo de hematose comum minhoca e aos anfbios,
funcionando nestes ltimos como complemento da hematose pulmonar dos animais
adultos.
Hematose Branquial
Este tipo de hematose tpico dos animais aquticos, podendo considerar-se a existncia
de dois padres bsicos: as brnquias externas, expanses vascularizadas do epitlio
projectadas para o exterior, e as brnquias internas, constitudas por uma enorme
quantidade de lamelas ricamente vascularizadas, representando uma significativa rea de
contacto com a gua. As brnquias, situadas na cavidade opercular entre a faringe e o
oprculo, so banhadas por um fluxo contnuo de gua que entra pela boca e sai pela fenda
opercular, garantindo uma eficaz ventilao daquelas estruturas.
Nas lamelas, o sangue circula em sentido oposto ao da passagem da gua na cavidade
opercular. Este mecanismo de contracorrente garante o contacto do sangue,
progressivamente mais rico em oxignio, com gua, cuja presso parcial de oxignio sempre superior quela que existe no sangue. Daqui resulta a manuteno de um
gradiente que assegura a difuso at valores prximos da saturao da hemoglobina do
sangue dos peixes.
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Hematose Pulmonar
Nos Vertebrados terrestres, a hematose ocorre em rgos especializados, os pulmes,
basicamente constitudos por uma rede de tubos de dimetro cada vez menor, que
terminam em pequenos sacos, os alvolos. Estes rgos foram sofrendo alteraes, sendo
de notar, nestes animais, as seguintes tendncias evolutivas:
Aumento da compartimentao dos pulmes, que resultou num aumento darea da superfcie respiratria:
Especializao progressiva dos sistemas de ventilao; Aumento da eficincia da circulao sangunea.
Os Mamferos possuem um sistema respiratrio constitudo pelas vias respiratrias e
pelos pulmes. As vias respiratrias (fossas nasais, faringe, laringe, traqueia e
brnquios) permitem no s o trajecto do ar nos dois sentidos, entre o interior e o exteriordos pulmes, mas tambm o progressivo aquecimento do ar e a reteno de partculas
em suspenso.
Os pulmes, localizados na caixa torcica, so elsticos e constitudos por milhares de
alvolos, que garantem uma rea de hematose vrias vezes superior da superfcie do
corpo. Esta superfcie respiratria, recoberta de muco, est separada do sangue apenas
pela fina membrana dos capilares sanguneos.
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8. Regulao nos Seres Vivos
Qualquer factor que condicione a sobrevivncia de um organismo designado por factor
limitante. A temperatura e a salinidade so consideradas factores limitantes, uma vez que
qualquer alterao da temperatura ou da presso osmtica do meio interno condiciona ofuncionamento do organismo. Quando essas alteraes ultrapassam determinados limites
tolerados pelo organismo, podem conduzir morte.
Os animais possuem mecanismos que permitem, dentro de certos limites, o controlo da
temperatura corporal e a regulao da presso osmtica no interior do organismo, por
exemplo. Estas tarefas so asseguradas pelos sistemas nervoso e hormonal, sendo
considerados sistemas coordenadores da homeostasia (manuteno das condies do
meio interno dentro de limites suportveis para a sobrevivncia das clulas, bem como a
situao de equilbrio dinmico)
Sistema Nervoso
O sistema nervoso permite a integrao das informaes provenientes tanto dos
receptores sensoriais como dos diferentes rgos do organismo. Este sistema compreende
o sistema nervoso central (SNC encfalo e medula espinal) e o sistema nervoso
perifrico (SNP nervos). A unidade bsica do sistema nervoso o neurnio, clula
nervosa onde se distinguem trs zonas:
Corpo celular, onde se localiza o ncleo e a maior parte do citoplasma com osrestantes organelos;
Dendrites, ramificaes citoplasmticas que recebem o impulso nervoso de outrosneurnios ou dos rgos receptores;
Axnio, prolongamento citoplasmtico e com ramificaes terminais que conduz oimpulso nervoso e o transmite a outro neurnio ou a clulas.
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Impulso Nervoso
Os neurnios so clulas estimulveis que, em resposta aos estmulos, produzem uma
alterao elctrica que percorre as suas membranas impulso nervoso que se pode
propagar aos neurnios seguintes. A transmisso do impulso nervoso ocorre devido s
sucessivas aberturas e fechos dos canais de a e de . Quando o neurnio est em
repouso (potencial de membrana = potencial de repouso -70mV), os canais
encontram-se fechados, abrindo-se quando a clula estimulada. Quando um neurnio
atingido por um determinado estmulo, os canais de a abrem-se, e os ies a entrem
bruscamente para o interior da clula. Esta brusca entrada de ies positivos faz com que o
potencial de membrana passe de -70mV para +35mV. Esta alterao de diferena de
potencial chama-se despolarizao. Esta rpida alterao do potencial elctrico designa-
se potencial de aco e da ordem dos 105mV (de -70mV para +35mV). Quando a
permeabilidade dos canais de a volta ao normal, aumenta a permeabilidade dos canais
de . Assim, verifica-se uma queda do potencial de membrana, at se atingir o seu valor
de repouso repolarizao.
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Transmisso do Impulso Nervoso ao longo dos Neurnios
A rpida propagao do impulso nervoso nos neurnios garantida pela presena da
bainha de mielina que recobre os axnios. Esta bainha formada por camadas das
clulas de Schwann. O isolamento dos axnios pela bainha de mielina apresenta
interrupes, designadas ndulos de Ranvier, nos quais a superfcie dos axnio fica
exposta.
Nas fibras nervosas mielinizadas, o potencial de aco despolariza a membrana do axnio
unicamente na regio dos ndulos de Ranvier, pois o efeito isolante da bainha de mielina
impede que essa despolarizao ocorra nas restantes zonas. Desta forma, o impulso
nervoso salta de um ndulo para o seguinte , permitindo, assim, uma velocidade de
propagao muito mais elevada em relao que se verifica nos neurnios
desmielinizados.
Transmisso do Impulso Nervoso entre os Neurnios Sinapses
O axnio de um neurnio no contacta directamente com as dendrites de outro neurnio
ou com a clula efectora, ocorrendo a transmisso do impulso nervoso numa zona
designada por sinapse. Quando o impulso nervoso chega zona terminal do axnio, as
vesculas contendo neurotransmissores, substncias qumicas produzidas pelos
neurnios, fundem-se com a membrana da clula pr-sinptica, lanando os
neurotransmissores na fenda sinptica. Os neurotransmissores, ao ligarem-se a
receptores da membrana do neurnio ps-sinptico, conduzem abertura de canais
inicos associados a estes receptores, permitindo a entrada de ana clula. Esta entrada
provoca a despolarizao da membrana, originando um impulso nervoso nessa clula.
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8.1. Termorregulao
De acordo com o modo como reagem s variaes de temperatura do meio externo, os
animais podem ser classificados em:
Poiquilotrmicos a temperatura corporal interna varia em funo datemperatura do meio exterior. Estes animais so tambm exotrmicos, uma vez
que dependem de fontes exteriores de calor, como a radiao solar, para manter
a temperatura interna dentro de limites tolerveis para a sobrevivncia das
clulas.
Homeotrmicos mantm a temperatura corporal interna sensivelmenteconstante, independentemente das variaes do meio exterior verificadas dentro
dos limites de tolerncia. Estes animais so tambm endotrmicos, pois
conseguem regular a temperatura interna do seu corpo atravs da produo de
calor (por exemplo, aumentando a sua taxa metablica) ou da perda de calor (por
exemplo, desencadeando vrios mecanismos, tais como a transpirao).
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Os mecanismos de termorregulao so controlados por um rgo do sistema nervoso, o
hipotlamo, embora, por vezes, o sistema hormonal tambm interfira no seu controlo. A
aco deste rgo manifesta-se de diferentes formas nos animais poiquilotrmicos e nos
homeotrmicos:
Nos seres poiquilotrmicos, as informaes transmitidas ao hipotlamo pelosreceptores trmicos, relativas ao abaixamento ou ao aumento da temperatura,
conduzem procura por parte do animal de um local quente ou de um local fresco,
respectivamente.
Nos seres homeotrmicos, o hipotlamo funciona semelhana de um termstato,isto , quando a temperatura baixa ou sobe acima de determinados valores, esta
desencadeia no organismo determinados mecanismos que contrariam a
diminuio ou o aumento da temperatura interna. Atravs destes mecanismos deretroalimentao negativa (feedback negativo), os efeitos produzidos actuam
no sentido de contrariar a causa que os originou para restabelecer o valor normal
da temperatura corporal.
Estmulo detectadopelos
termorreceptores
rgointegrador
doestmulo
rgoefector
Resposta Consequncia
Diminuio daTemperatura
Hipotlamo
CapilaresPerifricos
VasoconstrioPerifrica(contraco dosvasossanguneos)
Menor dissipao decalor superfcie dapele.
MsculosErectoresdos Plos
Ereco dosplos
Reteno de arquente junto superfcie da pele.
MsculosEsquelticos
ContracoMuscular(tremuras earrepios)
Aumento daproduo de calor.
Aumento daTemperatura
Hipotlamo
CapilaresPerifricos
VasodilataoPerifrica(dilatao dosvasossanguneos)
Maior dissipao decalor superfcie dapele.
GlndulasSudorparas
Produo desuor (sudorese)
Queda datemperatura superfcie da pele.
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Na regulao dos organismos predominam mecanismos de feedback negativo, pois so
estes que conferem estabilidade aos sistemas biolgicos. Contudo, para o bom
funcionamento de sistemas, como o reprodutor, que depende sobretudo da regulao
hormonal, a retroalimentao positiva essencial. Neste caso, os efeitos desencadeados
vo reforar as causas que lhes deram origem, potenciando as respostas orgnicas.
8.2. Osmorregulao
O conjunto de mecanismos que permitem a manuteno do equilbrio da concentrao de
gua e de solutos no meio interno e, por conseguinte, a manuteno dos valores de
presso osmtica, designam-se por osmorregulao.
Os animais osmorreguladores mantm a presso osmtica do fluido intersticial
independentemente das variaes da presso osmtica externa.Os animais osmoconformantes no controlam a sua presso interna, sendo o seu
interior isotnico relativamente ao meio externo.
8.2.1. Osmorregulao nos Peixes
O ambiente marinho hipertnico em relao aos fluidos internos, uma vez que
apresenta uma salinidade superior concentrao de sais no meio interno dos animais.
Nestas circunstncias, os organismos tendem a perder gua por osmose e a ganhar sais
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por difuso. Os seus mecanismos homeostticos garantem-lhes, contudo, a reteno de
gua e a libertao de sais. De entre essas adaptaes destacam-se:
Ingesto de grandes quantidades de gua salgada; Produo de pequenas quantidades de urina devido existncia de rins reduzidos,
com glomrulos pouco desenvolvidos ou aglomerulares, o que diminui as perdas
de gua por filtrao;
Excreo de sais pelos rins, com produo de urina muito concentrada(hipertnica);
Excreo de sais por transporte activo pelas brnquias.
Os ambientes de gua doce apresentam uma salinidade inferior concentrao de sais
do meio interno dos animais. Nesses meios hipotnicos, os animais tendem a absorver
gua por osmose atravs das brnquias e a perder sais por difuso. Esta tendncia contrariada pela eliminao do excesso de gua e pela absoro activa de sais do meio.
Estes processos so favorecidos pelas seguintes adaptaes:
No ingesto de gua; Produo de grandes quantidades de urina em rins com glomrulos bem
desenvolvidos;
Produo de urina muito diluda (hipotnica) como resultado da grande excreode gua e reabsoro de sais pelos rins;
Captao activa de sais pelas brnquias.
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8.2.2. Osmorregulao nos Animais Terrestres
Nos animais terrestres, sujeitos a uma grande tendncia para a perda de gua, com
consequente desequilbrio osmtico, a osmorregulao est essencialmente ligada ao
equilbrio hdrico dos organismos. Nestes animais, a evoluo favoreceu odesenvolvimento de estruturas capazes de diminurem as perdas de gua associadas ao
processo de excreo. Esses processos so basicamente os seguintes:
Reduo da rea dos glomrulos, que resulta numa reduo nas taxas de filtraoda gua;
Grande capacidade de reabsoro da gua filtrada nos sistemas excretores, o queconduz produo de uma urina hipertnica relativamente ao meio;
Produo de substncias azotadas com baixa solubilidade (ureia) ou mesmoosmoticamente inactivas (cido rico), o que conduz a uma diminuio dos
potenciais osmticos e consequente reduo do gasto da gua na sua excreo;
Ingesto de grandes quantidades de gua; Excreo activa de sal em estruturas especializadas (glndula do sal nas aves
aquticas).
Minhoca
Cada anel do corpo da minhoca, possui um par de canais excretores. Estes canais abremdirectamente na cavidade corporal, onde ocorre a filtrao do lquido a existente. Ao
longo desse tubo ocorre a reabsoro, para a rede de capilares que o rodeiam, de algumas
substncias filtradas inicialmente. O material no reabsorvido eliminado atravs de um
poro excretor aberto na superfcie externa do animal. A abundncia de gua no habitat
destes seres conduz entrada de gua por osmose atravs da superfcie corporal do
animal, obrigando sua eliminao sob a forma de uma urina abundante e hipotnica.
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Os insectos e as aranhas possuem um sistema excretor constitudo por tbulos de
Malpighi, que operam juntamente com glndulas especializadas, presentes nas paredes
do recto. Os tbulos de Malpighi absorvem substncias da hemolinfa, lanando-as no
intestino, onde se misturam com as fezes. A gua e alguns sais so reabsorvidos pelas
glndulas do recto, libertando-se para o exterior os produtos de excreo.
As aves tm elevadas taxas metablicas, devido elevada quantidade de energia
dispendida no voo. Este elevado nvel metablico conduz a grandes perdas de gua, que
so compensadas com a produo de urina muito concentrada. Como os seus rins no
so suficientes para manter o equilbrio interno, estes animais excretam activamente o
excesso de sal, atravs de glndulas nasais.
Nos mamferos, os rins integram numerosas unidades funcionais designadas por
nefrnios, constitudas pelas seguintes partes:
Cpsula de Bowman, rodeando um capilar sanguneo enovelado glomrulo deMalpighi;
Uma parte tubular, intimamente ligada a capilares, com trs zonas distintas: tuboproximal (situado junto cpsula), ansa de Henle (com um ramo descendente eoutro ascendente) e tubo distal.
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A formao de urina ao nvel do nefrnio envolve vrios mecanismos:
Filtrao este processo ocorre na cpsula de Bowman devido existncia deuma elevada presso sangunea na rede capilar do glomrulo. Da filtrao resulta a
formao do filtrado glomerular, cuja composio semelhante ao plasma, com
excepo das protenas e dos lpidos que no so filtrados.
Reabsoro ao longo do nefrnio e tambm do tubo colector, onde abrem vriosnefrnios, feita uma reabsoro para a corrente sangunea de substncias teis
ao organismo. Essa reabsoro pode ser total (glicose e aminocidos) ou parcial
(99% da gua filtrada, e ), podendo ocorrer quer por difuso quer por
transporte activo.
Secreo no tubo distal e no tubo colector pode ocorrer a secreo activa decertos ies a partir do plasma sanguneo para a urina.
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Aco da hormona ADH na osmorregulao
As trocas que ocorrem entre o interior dos nefrnios e o plasma sanguneo so
determinadas por diferenas da presso osmtica entre esses meios e por variaes da
permeabilidade da membrana desses tubos. A hormona ADH (hormona antidiurtica)
desempenha um papel fundamental na regulao dessas trocas, influenciando a
permeabilidade das membranas dos tubos.
8.3. Hormonas Vegetais
Os movimentos das plantas ocorrem em diversos rgos, como os caules, as razes, as
folhas, ou as flores, e incluem, entre outros, alongamentos, curvaturas, enrolamentos,
abertura e fecho de flores e fechas, entre outros.
Os movimentos das plantas que envolvem crescimento na direco de um estmulo
ambiental ou na direco oposta a esse estmulo chamam-se tropismos. Os movimentosque no envolvem crescimento direccionado relativamente ao estmulo chamam-se
movimentos nsticos ou nastias.
Os tropismos podem ser positivos ou negativos conformo o movimento se realiza em
direco ao estmulo ou se afasta dele.
Os movimentos nsticos incluem alguns dos movimentos mais fascinantes no reino
vegetal, podendo, tambm, ser classificados de acordo com a natureza do estmulo.
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Respostas das plantas em relao a estmulos ambientais
Estmulo Tropismo Nastia
Luz Fototropismo Fotonastia
Gravidade Gravitropismo ----------
Toque Tigmotropismo Tigmonastia
Temperatura Termotropismo Termonastia
Qumica Quimiotropismo Quimionastia
gua Hidrotropismo Hidronastia
Cada hormona vegetal desencadeia uma variedade de respostas na planta que dependem
do tipo de clula onde actua, do estado fisiolgico da planta, da presena de outras
hormonas e da interaco com factores externos. A tabela seguinte sintetiza as principais
aces de cada um dos tipos de hormonas:
Hormonas Actividade
Auxinas
Estimulam:- O crescimento celular;- O alongamento dos caules;- A formao das razes (baixas concentraes estimulam o seu
crescimento, enquanto altas concentraes inibem-no);- O desenvolvimento dos frutos.
Controlam o gravitropismo e o fototropismo. Retardam a queda de frutos e folhas.
Giberelinas
Estimulam:- O crescimento dos caules;- A germinao de sementes;- A florao, em algumas plantas;- O desenvolvimento dos frutos.
Citoquininas
Estimulam:- A diviso celular e o desenvolvimento de gomos laterais;- A germinao de sementes;- O desenvolvimento dos frutos;- O metabolismo celular, impedindo ou retardando o
envelhecimento dos rgos vegetais, sobretudo das folhas.
Etileno
Estimula:- O amadurecimento dos frutos;- A queda (absciso) das folhas, das flores e dos frutos.
Inibe o alongamento dos caules.cido
Ab i
Estimula:- O fecho dos estomas;
A b i
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