QUIMIOSSÍNTESE

Todos normalmente sabemos que as plantas , por possuírem clorofila, conseguem fabricar a matéria orgânica de que são constituídas, por intermédio da energia solar, isto é, fazem fotossíntese.
Recordemos o que é este fenómeno : a fotossíntese é o processo através do qual as plantas convertem a energia da luz em energia química , transformando o dióxido de carbono (CO2),e a água (H2O) , em compostos orgânicos (CHO) e em oxigénio gasoso (O2). A luz do sol é absorvida pelas folhas das plantas através da clorofila,
Por este processo fotossintético as plantas produzem o seu próprio alimento, constituído essencialmente por açúcares como a glicose..
A equação simplificada do processo é como se segue : 6 H2O + 6CO2 → 6O2 +C6H12O6.
A fotossíntese é um processo , em que a planta acumula energia a partir da luz para uso no seu metabolismo, formando moléculas de ATP (adenosina tri-fosfato) a base energética das células dos organismos vivos.
No entanto na natureza nem tudo é linear e há outras formas de fabricar moléculas orgânicas sem necessidade de energia captada do Sol.
Alguns tipos de bactérias têm a capacidade de obter energia através da oxidação de substâncias inorgânicas e usam essa energia para fixar dióxido de carbono, produzindo assim compostos orgânicos. Fazem QUIMIOSSÍNTESE

Estas bactérias produzem os compostos orgânicos, utilizando como fonte de energia a oxidação de amoníaco (NH3), ou ado dióxido de carbono (CO2) ou do sulfureto de hidrogénio (H2S). Dizendo de outra maneira : há organismos que vivem em ambientes, tais como fumarolas, águas termais ,vulcões submarinos,etc que seriam mortais para animais e plantas que respiram oxigénio.
Este processo pode ser considerado uma alternativo à fotossíntese. na medida em que conduz à produção de compostos orgânicos. Tal como na fotossíntese, na quimiossintese é possível distinguir duas fases: uma fase de produção de ATP e NADPH. Durante esta fase, ocorre a oxidação de compostos minerais como NH3 (amoniaco), CO2 (dióxido de carbono) e H2S(ambiente sulfuroso). Esta oxidação permite a obtenção de protões e electrões que são transportados ao longo de uma cadeia, no sentido de produzir ATP e reduzir o NADP+ a NADPH;
uma segunda fase, onde ocorre o ciclo das pentoses e, tal como na fotossíntese, produzem-se compostos orgânicos a partir do dióxido de carbono absorvido, do poder redutor do NADPH e da energia contida no ATP, gerados na primeira fase.
Existem diversos tipos de bactérias capazes de realizar a oxidação de compostos minerais para obtenção de energia, podendo destacar-se as bactérias sulfurosas, as bactérias ferrosas e as bactérias nitrificantes do solo.
Sabe-se, actualmente, que este processo de autotrofia (fabrico do próprio alimento) está na base de diversos ecossistemas associados a fontes termais dos riftes oceânicos, onde não chega luz e, por isso, a fotossíntese não pode ocorrer. Contudo, nestes lugares, aparentemente hostis, a vida desenvolveu-se e evoluiu de tal forma que, hoje, é possível encontrar aí uma notável diversidade biológica. Perante estes factos será lícito pensar existir vida em planetas do nosso sistema solar onde a atmosfera está carregada de ácidos sulfurosos ou azoto que seriam mortais para o ser humano.

ORIGEM DOS VERTEBRADOS

Por vezes surgem-me , através de E-mail, perguntas como a que dá título a esta mensagem e a que tento dar resposta o mais simples possível , por isso vejamos o assunto em epígrafe! Como vertebrado consideramos qualquer animal dotado de crânio e de uma espinha dorsal que envolva a corda dorsal ou notocorda e, geralmente, com dois pares de membros. Há sete classes vivas de vertebrados: Agnatha ou ciclóstoma( lampreia e similares) Chondrichthyes, ou peixes cartilaginosos ; Osteichthyes ou peixes osseos; Amphibia ou dos anfíbios; Reptilia ou dos répteis; Aves; e Mammalia ou dos mamíferos,
Como apareceram estes animais no nosso planeta é o que tentaremos explicar , pois muitas foram as teorias que, ao longo dos tempos, tentaram justificar o aparecimento da vida na Terra. Da intervenção divina à teoria evolucionista de Darwin, passando pela geração espontânea, as explicações foram-se sucedendo, com defensores e opositores, mas a verdade de que ninguém tem dúvidas , é a de que os primeiros vertebrados surgiram no meio líquido, há milhões de anos atrás.
A comunidade científica no entanto continua à procura dos antepassados dos vertebrados que se relacionem com os NÃO CORDADOS , como os equinodermes primitivos, ou com CORDADOS PRIMITIVOS como a Ascídia´, cujo esquema larvar aprsentamos a seguir.

Este animal dos nossos dias só apresenta uma corda dorsal na fase larvar, desaparecendo esta quando o animal se modifica no aspecto físico e fica fixo ao substrato. ( ver foto)Mesmo na fase larvar a , corda dorsal é tão simples que só chega a meio do corpo. De qualquer forma esta corda dorsal simples é precursora da coluna vertebral de outras espécies mais evoluídas.
Vejamos então como tudo se terá passado : da Ascídia os seres cordados svoluiram para o Anfioxo que já tem notocorda ao longo de todo o corpo durante as fases larvar e adulta , mas ainda sem vértebras a protegê-la. O Anfioxo pode ser considerado uma forma muito primitiva de peixe cuja fotografia apresentamos a seguir:

Estes protopeixes surgiram e vivem, ainda hoje, em água doce . Curioso é referir que espécies semelhantes aos protopeixes conseguiram chegar aos nossos dias e estamos a referirmo-nos á lampreia que não é classificada como peixe pois embora possua uma corda dorsal desenvolvida não tem mandíbulas , característica própria dos peixes actuais.
No entanto, em rochas com 540 milhões de anos foram já observados fósseis de peixes sem mandíbulas e que, por isso, foram designados por Agnatas . A partir destes evoluíram peixes mandibulados de esqueleto cartilaginoso, como os tubarões e as raias. Nestes peixes cartilaginosos a notocorda é rodeada e limitada por anéis de cartilagem, formando assim já uma coluna vertebral. Destes ,evoluíram por calcificação das cartilagens, os peixes ósseos , com verdadeiras vértebras ,deixando de haver uma noto corda, no seu real sentido.
A partir deste ponto é fácil entender que algumas espécies de peixes ósseos pudessem viver também fora de água, enterrados na lama. Ainda hoje em África existem essas espécies que respiram por guelras na água e pela bexiga natatória fora dela, quando os pântanos secam.
Também se compreende e admite que as barbatanas de alguns destes peixes de dupla respiração evoluíssem para patas , dando outros animais que foram os antepassados dos actuais batráquios (rãs ,sapos etc). Dos batráquios evoluíram os répteis de todas as formas e feitios, com patas ou sem elas, aquáticos , terrestres ou aéreos . com escamas ou com carapaças, todos eles vertebrados com costelas e vértebras . Dos répteis evoluíram dois ramos actuais: os das aves e o dos mamíferos .
Resumindo podemos dizer que os vertebrados (do latim vertebratus, com vértebras) constituem um subfilo de animais cordados, compreendendo os agnatos, peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Caracterizam-se pela presença de coluna vertebral segmentada e de crânio que lhes protege o cérebro.
Outras características adicionais são a presença de um sistema muscular geralmente simétrico ( a simetria bilateral é também uma característica dos vertebrados ) e de um sistema nervoso central, formado pelo cérebro e pela medula espinhal localizados dentro da parte central do esqueleto (crânio e coluna vertebral). Julgamos que ,desta maneira simplista , respondemos á questão que nos fora posta.

MIGRAÇÕES

Vou hoje abordar um tema que tem despertado a curiosidade de muitos biólogos e outros cientistas já que o seu conhecimento perfeito pode vir a reverter em benefício humano. Estou a falar das migrações animais e de como eles se orientam nessas deslocações.
Por definição, geralmente aceite por todos, chamam-se migrações animais às deslocações realizadas, periodicamente ou não, em limites de espaço e tempo significativos em relação ao tamanho e à duração da vida da espécie e que não sejam para a busca diária de alimento Alguns autores só reconhecem ser migração quando nela existe periodicidade regular, como, por exemplo, quando ocorre todos os anos. São aceites como migrações, deslocações sazonais determinadas pela modificação das condições alimentares ou climáticas, servindo como exemplo os deslocamentos de alguns animais que habitam regiões descampadas e que se refugiam na floresta, ao surgir o frio do Outono, procurando um estrato de vegetação semelhante àquele em que normalmente vivem. Também há migrações ligadas à reprodução. Peixes marinhos, como o arenque, procuram águas menos profundas, nas proximidades da costa, para a postura. Focas, pinguins e tartarugas marinhas buscam terra firme e aí permanecem durante o período de reprodução, voltando depois ao habitat marinho. Nas migrações entre mar e rios, distinguem-se as espécies que sobem a corrente e outras que a descem. Podem-se observar migrações com periodicidade inferior a um ano, como as de muitas espécies de gafanhotos das regiões quentes, que formam enxames migradores, mais ou menos regularmente. As migrações características de muitas aves, cobrindo grandes distâncias estão ligadas à alimentação e coincidem com certa estação do ano. Vejamos algumas migrações mais em pormenor :
Migrações dos peixes. Os peixes migradores enquadram-se em duas categorias: os que se deslocam sem mudar de ambiente, como o arenque, a anchova e o bacalhau e os que alternadamente se deslocam da água doce para a salgada e vice-versa, como as enguias e robalos. Os salmões do Atlântico abandonam as águas do mar e procuram os rios para desovar subindo em direcção à nascente, onde se dá a postura, a fecundação e o nascimento de novos salmões. Estes, ao atingirem certo grau de desenvolvimento, descem o rio em direcção ao mar, enquanto os adultos permanecem nas cabeceiras dos rios, onde morrem devido ao esforço da subida e da fecundação. Um facto singular é que os salmões migram em direcção ao rio onde nasceram e não a outro qualquer. Acredita-se que, ao aproximarem-se do litoral são atraídos quimicamente pelas partículas dissolvidas nas águas do rio onde nasceram. As enguias comportam-se de maneira oposta: vivem nas águas salobras ou doces da Europa e de África, que em certo momento abandonam em busca do mar do Sargaço. Essa migração abrange a maior parte da vida larvar deste animal.
Aves. As aves são os mais conhecidos viajantes do reino animal, embora nem sempre visíveis, pois em geral se deslocam durante a noite. Com o estudo sistemático das migrações das aves, que inclui o registo dos locais de partida e pouso, descobriu-se que, por exemplo, todos os Outonos bandos de tarambolas-douradas (Charadrius pluvialis) se reúnem no litoral do Alasca, vindas das tundras dessa região. Sobrevoam o estreito de Bering e as Aleutas, e dirigem-se então para o Hawai , a mais de dois mil quilómetros ao sul. Também poderíamos citar , em Portugal ,o caso das andorinhas que chegam ao nosso país na Primavera vindas de África e que a este continente retornam no Outono. Ao voo das andorinhas pode-se comparar o das borboletas Danais plexippus, que surgem na primavera, no norte dos Estados Unidos e sul do Canadá, onde se reproduzem. No Outono, reúnem-se em grandes bandos que emigram para o sul e passam o inverno nos Estados Unidos, perto do golfo do México. A explicação destas migrações não é consensual . Alguns especialistas acreditam que ela se deve directa ou indirectamente a uma razão alimentar. Outros argumentam, porém, que não se pode atribuir a migração a um único factor, seja ele a alimentação, a redução do número das horas de luz no dia etc. Mais provável é a existência de uma combinação de factores externos (como alimentação e temperatura) e internos (como os ritmos de metabolismo) que em conjunto determinariam a força migradora. É que mudanças hormonais são observáveis nesses períodos e a inquietação migradora dá-se mesmo em animais em cativeiro, bem protegidos e alimentados. Peixes de aquário comportam-se de modo semelhante. Por manipulação fotoperiódica é possível mesmo induzir a inquietação nesses peixes Mas como explicar o sentido de orientação dos animais que leva a que, como é caso das andorinhas, voltem a Portugal e aos ninhos onde nasceram ?
Para fazerem a viagem de ida e volta orientam-se pelo Sol, pelas estrelas e pelo campo magnético terrestre, como parecem mostrar as descobertas dos ornitólogos de Marquenterre que coincidem com descobertas de cientistas da Max-Planck-Gesellschaf (Sociedade Max Planck para a Promoção das Ciências), um instituto de pesquisa alemão, e do Instituto Ornitológico de Sempach, na Suíça.
Já que estamos a falar de orientação animal analisemos alguns exemplos mesmo que não ligados a migrações, no verdadeiro sentido da palavra.
Vejamos o caso dos pombos correios que largados a milhares de quilómetros voltam ao pombal onde nasceram ; Os cientistas da Nova Zelândia revelaram que os pombos correio têm minúsculas partículas de ferro no bico superior que funcionam como as agulhas de uma bússola. “Essas partículas, que poderíamos comparar a agulhas, giram e indicam a direcção do norte” magnético terrestre, explica Cordula Mora, coordenadora da pesquisa. Este facto dos pombos serem orientados pelo campo magnético terrestre já tinha sido sugerido por outros investigadores mas nunca comprovado. O mesmo se deverá passar com as andorinhas, a que alguns cientistas acrescentam o sol.
Passemos agora ao bem estudado processo de orientação das abelhas. que é baseado principalmente tendo o sol como referência.
Para retornar à colmeia, por exemplo, aprendem a situar a posição desta em relação ao sol, registando uma posição de que jamais se esquecem, mesmo nos dias nublados e encobertos, graças à sua sensibilidade em captar a radiação ultravioleta emitida pelo sol. Trata-se de uma espécie de memória geográfica.
As abelhas utilizam o mesmo sistema de orientação para guiar as suas companheiras em relação às fontes de alimento recém-descobertas.
Neste caso, quando querem informar sobre a localização e fontes de alimentos, as abelhas transmitem a informação por meio de um sistema de dança. Quando a fonte de alimento está situada a menos de cem metros da colmeia, a abelha executa uma dança em círculo e, quando a fonte de alimento está localizada a mais de cem metros, a dança é em oito. Nas duas situações ela indica a direcção da fonte de alimento pelo ângulo da dança, em relação à posição do sol ,naquele momento.
Outro animal com sentido de orientação desenvolvido é o cão Embora nem todos os cães sejam pombos-correios de quatro patas, a verdade é que eles possuem um sexto sentido que lhes permite encontrar o caminho para casa, de onde quer que se encontrem. A Ciência explica isto como sendo um comportamento instintivo, que se baseia em referências visuais , na posição do sol e das estrelas e odores característicos transportados por ventos. Histórias verídicas, relatam odisseias incríveis de animais que percorrem distancias enormes para regressar a casa. Por vezes parece mesmo que os animais possuíam um sexto sentido especial, um super-poder animal, que escapa a qualquer explicação .
Mais estranho ainda é a orientação das formigas. A descoberta é de uma equipa de investigadores do Instituto Max Planck em Jena, na Alemanha, que estudou e treinou formigas Cataglyphis no deserto da Tunísia para perceber a sua estratégia de orientação naquela paisagem desolada. O artigo foi publicado na Frontiers in Zoology.
As formigas têm visão, mas acima de tudo cheiram, através das antenas. E por causa disso conseguem produzir um sofisticado mapa de odores do local onde se encontram para regressarem direitinhas ao ninho. Se assim não fosse, as formigas do deserto da espécie Cataglyphis fortis perder-se-iam irremediavelmente.
Os investigadores identificaram por cromatografia as assinaturas químicas dos odores que as formigas utilizam para se orientarem de regresso ao ninho, através do deserto - cada micro-habitat tem uma assinatura específica que as formigas conseguem reconhecer. Esta explicação é diferente da que é dada para as formigas que assolam as nossas casas e que vão e voltam por um mesmo carreiro. Neste caso para não perder o caminho, quando a formiga sai do formigueiro para procurar comida, ela arrasta o seu abdomen no chão deixando um rastro de uma substancia chamada de ácido fórmico, que marca o caminho de ida e volta entre a comida e o formigueiro, assim todas as formigas seguem esse caminho. Se passar o dedo no meio desse caminho limpando esse rasto de ácido fórmico as formigas ficam desorientadas e andam em círculos cada vez mais largos até achar de novo a marca química, isto é,o caminho de volta.
Já que estamos a falar de invertebrados analisemos o caso das lagostas : O campo magnético da terra é uma fonte difusa de informações direccionais utilizadas por diversos animais marinhos. Experiências comportamentais com lagostas, revelaram que têm uma orientação magnética que lhes permite adquirir um “ mapa magnético” das zonas onde vivem e determinar a sua posição em relação a objectivos específicos, embora sejam mal conhecidos os mecanismos neurais que estão por detrás da orientação magnética . Um sistema de modelo promissor é o da Tritonia que possui uma bússola magnética num relativamente simples sistema nervoso. Seis neurónios no cérebro de T. diomedea foram identificado por responder às alterações dos campos magnéticos.
Quanto mais estudamos o mundo animal mais admirados ficamos com as capacidades que os animais possuem para utilizarem a natureza em seu proveito e que o homem possivelmente perdeu durante a sua longa evolução.




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POR QUE CAEM AS FOLHAS DAS ÁRVORES ?

Todos já verificamos que certas árvores ficam sem folhas durante o Inverno e que as retomam na Primavera; É este fenómeno que hoje tentaremos explicar.
Chama-se abscisão foliar à queda das folhas das plantas o que acontece durante a época do ano em que os dias têm um menor número de horas de luz. Como consequência dessa menor luminosidade, o fenómeno da fotossíntese é reduzido , tendo a planta que poupar as reservas alimentares que acumulou durante o período em que a fotossíntese era intensa.. Para o conseguir como que adormece e, neste estado de dormência, o metabolismo reduz-se ao mínimo e as folhas, por não serem necessárias, caem. O que porém acontece é um fenómeno bem mais complexo e resulta da acção de diversas substâncias no interior da planta.
Da mesma forma que os animais têm hormonas que regulam as reacções metabólicas do seu organismo , as plantas possuem as fito hormonas (hormonas vegetais ) que regulam as reacções de crescimento e desenvolvimento dos tecidos vegetais , bem como induzem alterações anatómicas ou fisiológicas em células específicas chamadas células alvo. Estas células têm receptores específicos a essas fito hormonas ,localizados na membrana celular ou no hialoplasma .
As fito hormonas são substâncias orgânicas produzidas nas células vegetais , circulando normalmente nas plantas , e são eficazes mesmo em pequenas concentrações .Uma mesma hormona pode ter acção diversa , dependendo do órgão da planta onde se encontra, bem como da sua concentração e até se está acompanhada de outras hormonas.
Os principais grupos de fito hormonas são as auxinas , as citocianinas , as giberlinas , o etileno e o ácido abscisico (ABA). As auxinas são responsáveis pelos tropismos ( movimentos das plantas), pelo desenvolvimento dos frutos e pelo crescimento da raiz , caule, folhas e flores .As auxinas formam-se em tecidos chamados meristemas apicais. As citocianinas retardam o envelhecimento das plantas , estimulando a multiplicação celular. São produzidas na raiz e transportadas para toda a planta pelos vasos do xilema. As giberlinas actuam na floração e desenvolvimento dos frutos. O etileno, produzido em toda a planta, provoca o amadurecimento dos frutos e induz a abscisão das folhas. O ABA tem uma acção de iniciação e manutenção do estado de dormência das sementes e dos gomos de onde hão-de surgir os novos ramos e folhas . Tem também uma acção de fecho dos estomas nas folhas. Ao fecharem-se estes estomas , a fotossíntese e a respiração são reduzidas ao mínimo surgindo o estado de dormência da planta referido no início . Aproveitamos para esclarecer que dormina e ABA são a mesma hormona e também repetir que ela provoca resultados diferentes consoante o órgão onde está a actuar , sem esquecer a sua interacção com outras fito hormonas.
Quando a dormina está presente , diminui a quantidade de auxinas que, como dissemos atrás, produzem o crescimento de todos os tecidos vegetais por multiplicação celular. Com as auxinas em pequena quantidade a acção do etileno fica em evidência nas células do pecíolo das folhas .Por acção deste gás as paredes celulares rompem e assim o pecíolo rasga-se e as folhas caem.
Outro fenómeno curioso explica a razão pela qual as folhas, antes de caírem, mudam de cor. Voltemos a acção da dormina ; esta hormona ao induzir o fecho dos estomas reduz a possibilidade de fotossíntese e de se formarem cloroplastos , (organelos com clorofila ) que têm cor verde. Desta forma ficam em evidência os cromoplastos que co-existiam com aqueles e que tem cores várias desde o dourado ao castanho. À medida que os cloroplastos vão desaparecendo os cromoplastos ficam em evidência e a folha vai passando de verde , a castanho dourado e outras tonalidades , até que acaba por cair.

Criação de uma CÉLULA ARTIFICIAL

Na passada quinta feira (20 de Maio) pesquisadores americanos anunciaram uma revolução na história da Ciência ao criarem uma célula artificial e dando origem também a uma preocupação no meio científico.

Após 15 anos de trabalho, os cientistas conseguiram algo extraordinário no laboratório: programaram com um computador a informação genética que passou a controlar a vida e a reprodução de células bacterianas.

Primeiro, os cientistas produziram em laboratório uma cópia sintética do genoma de uma bactéria, isto é, o conjunto de todo o material genético localizado no núcleo das células bacterianas. Em seguida, inseriram o novo genoma dentro de uma outra bactéria. O genoma sintético passou a funcionar normalmente.

Craig Venter,um dos decifradores do Genoma Humano e um dos inovadores desta biotecnologia nos Estados Unidos, disse que as células sintéticas poderão revolucionar o dia a dia do ser humano. Segundo ele, vacinas, como a da gripe, poderão ser feitas em horas. Hoje, elas demoram meses para ser produzidas.

A célula pode ser desenhada no computador para desempenhar uma função que não existe na natureza, por exemplo, capturar dióxido de carbono na atmosfera e transformar o que é poluição em combustível e esta célula vai reproduzir-se sozinha.

Craig Venter afirmou que células sintéticas podem iniciar uma nova revolução industrial dentro de dez ou 20 anos, produzindo alimentos baratos, novas formas de filtrar água e de produzir energia.
Tentemos explicar de outra maneira o que fez a equipa de Craig: No princípio tínhamos o genoma da bactéria Mycoplasma mycoides que os cientistas manipularam para criar ADN sintetizado em laboratório. Introduziram esse genoma manipulado num citoplasma vazio. A bactéria com o novo ADN cresceu comandada por ordens genéticas artificiais e diferentes do normal e reproduziu-se em milhões de células. É a primeira vez que a ciência se aproxima tanto da origem da vida. "É a primeira célula do planeta que tem como pai um computador", anunciou Graig Venter que insiste que não criou vida do zero, pois, apesar de o cromossoma ser artificial, a base foi uma célula já existente. Na realidade, o que fizeram foi a mistura de duas experiências que já tinham realizado antes: criar um genoma artificial (em 2008) e transplantar um genoma de uma bactéria para outra. Neste caso, tinham eliminado 14 genes da bactéria Mycoplasma mycoides, patogénicos nas cabras, e introduziram sequências de ADN que em vez de terem os aminoácidos típicos – adenina ,guanina ,citosina e timina - incluem outros. Mas as reacções não foram só de espanto: poucas horas após o anúncio, vários cientistas alertaram para a falta de legislação sobre organismos sintéticos e mostraram até algum cepticismo. Em declarações ao "Times", Pat Mooney, do ETC Group (activistas contra a biotecnologia) chamou-lhe o momento da caixa de Pandora.

Outros cientistas alertaram também, que as células artificiais poderiam ser usadas como armas biológicas. Por isso, pediram controle rígido do material genético usado para criar um genoma.

MIMETISMO

O mimetismo (mimesis = imitação) é uma adaptação evolutiva em que um organismo (animal ou planta) desenvolve características que o confundem com o meio ambiente, numa espécie de camuflagem, ou o assemelham a outros seres vivos com quem nada tem a ver filogeneticamente. Tudo isto acontece para escapar aos seus predadores ou para, sendo ele um predador, as suas vítimas o não reconhecerem como tal. Entre os critérios de disfarce destacam-se: o aspecto da coloração do organismo, a textura de sua superfície, a morfologia corporal, bem como o comportamento e características químicas.

( Na foto acima um insecto verde que se confunde com a folhagem)

Do que acabamos de escrever podemos concluir que há várias formas de mimetismo tais como : defensivo, agressivo e um terceiro tipo, não tão evidente, o reprodutivo. Este último tipo é muito comum entre os vegetais e dele falaremos adiante. Para já vejamos alguns tipos de mimetismo animal, exemplos fáceis de entender por todos : Existem serpentes que, conforme o seu habitat é em terra ou nas árvores, possuem escamas epidérmicas com coloração aproximada à do meio ambiente onde vivem, sendo confundidas com restos de folhas e gravetos junto ao solo, ou semelhantes ao estrato arbóreo, isto é, apresentando a cor dos troncos da árvore ou a cor das folhas, passando assim despercebidas às suas habituais vítimas, e até ao homem.
O mesmo acontece com determinados sapos e rãs que, mediante a cor e rugosidade do corpo, praticamente se confundem com o substrato lamacento ou os pedregulhos das margens dos charcos e lagos que habitam. É também muito conhecido o exemplo do camaleão que rapidamente altera a sua cor ,confundindo-se com o ambiente .
Já no caso de alguns ursos e raposas do árctico, a cor do pêlo muda de acordo com a época do ano: durante o inverno é totalmente branca e no resto do ano mais acinzentada. Neste caso não será correcto falar de mimetismo , talvez seja mais camuflagem mas ,de qualquer forma, uma vantagem para se aproximarem das presas sem serem vistos. Existem insectos que praticamente ficam invisíveis, tamanha é a semelhança com a vegetação, não se distinguindo de uma folha ou graveto; é o caso das mariposas, borboletas , joaninhas, e do insecto folha, assim chamado por se parecer com uma folha da planta onde se esconde.

( A figura acima não é uma folha mas sim im insecto com aquela forma)
Em geral, o mimetismo ocorre em espécies com pouca mobilidade, ou que costumam ficar em repouso por longos períodos.
Alguns animais aumentam o volume, a forma ou a cor do corpo para parecerem mais fortes ou perigosos e assim causarem medo em seus habituais predadores. Algumas espécies de cobras não venenosas assumem a forma e a cor, bem como o comportamento, das espécies venenosas para confundir os seus predadores
Dados estes poucos exemplos, vejamos como classificar as diversas formas de mimetismo:

Os mimetismos de defesa são aqueles em que os animais tentam parecer-se a outros muito perigosos, venenosos ou agressivos, para não serem atacados, tal como a borboleta cuja coloração das asas, quando abertas , se assemelha aos olhos de um mocho, ou a cobra do leite que sendo inofensiva, se parece com uma cobra coral (terrivelmente venenosa), afastando os atacantes.

(Borboleta em que as cores das asas lembram olhos de mocho)
Os mimetismos de ataque correspondem a animais predadores que adoptam um aspecto parecido ao da presa para se puderem aproximar sem serem descobertos, como é o caso de uma espécie de aranha que se assemelha a uma das formigas que constituem a sua alimentação. De idêntico modo o Bútio, uma ave de rapina, se confunde com outras e se mistura com elas para poder caçar.
Os mimetismos reprodutores aparecem mais tipicamente em plantas. Há plantas com flores ou partes delas que se assemelham à fêmea de um insecto, com o intuito de que o insecto macho pouse e acabe por fertilizar a planta com o pólen que transporta agarrado ao corpo. Também é aqui colocado o caso de cucos que imitam falcões para afastar as aves dos ninhos. Uma vez conseguido isto o cuco mistura os seus ovos com os da outra ave ou até os substitui . Quando o aparente perigo termina a ave volta ao seu ninho e acaba por chocar os ovos do cuco,.

O naturalista inglês Henry Bates foi o primeiro a propor um conceito de mimetismo, ao observar variadas espécies de borboletas no vale do Amazonas. Bates, cujos trabalhos a esse respeito foram publicados em 1862, verificou que as espécies gregárias de lepidópteros da família dos heliconídeos, dotadas de odor repugnante, se misturavam com outras sem essa propriedade e pertencentes à família das danaídeos. A semelhança morfológica e de coloração entre as borboletas dos dois tipos era tal que só um exame minucioso permitia distingui-las. Bates concluiu então que a aquisição do aspecto externo de uma espécie que estava protegida pelo seu odor nauseabundo fazia com que aquela, embora inofensiva para os predadores, não fosse atacada por estes. A esta modalidade de mimetismo deu-se o nome de mimetismo Batesiano.

Em 1865, o naturalista inglês Alfred Russel Wallace fixou as seguintes leis para o mimetismo:
1º- a espécie mimética (que se disfarça ) ocorre na mesma área e época do ano da que lhe serve de modelo;
2º- as espécies miméticas são sempre menos protegidas;
3º- os seres miméticos são sempre menos numerosos por se reproduzirem menos;
4º- os miméticos pertencem a grupo sistemático diferente do grupo que lhe serve de modelo;
5º- a semelhança nunca se estende a caracteres internos pois estes não são visíveis pelo predador.

Em 1879, o naturalista alemão Fritz Müller, descreveu outro tipo de mimetismo, em que a protecção de um grupo de animais se torna eficiente depois do predador aprender, por experiência própria, a seleccionar suas presas. Por exemplo, a lagarta Euchelia jacobaea, berrantemente colorida com faixas amarelas e negras, é rejeitada por aves insectívoras após um contacto mínimo, devido a secreções nauseabundas que emanam de sua derme. As vespas que trazem o mesmo padrão de coloração têm igualmente um gosto nauseabundo, por causa de seus órgãos digestivos. As aves, após terem atacado vespas ou lagartas daquelas espécies, rejeitam qualquer insecto que exiba o mesmo tipo de padrão cromático. Tal condicionamento permite, assim, protecção colectiva de grande quantidade de insectos que tenham listas amarelas e negras, mesmo sem terem mau cheiro.

O mimetismo Mülleriano apresenta as seguintes características:
--as espécies possuem coloração de advertência e protecção;
--todas as espécies devem ser igualmente abundantes;
-- a semelhança entre as formas não é necessariamente tão exacta como a que ocorre no mimetismo batesiano.

No mimetismo batesiano, uma espécie desprotegida assume o aspecto de outra, abundante e bem protegida, de modo a que fique com a reputação do modelo. No mimetismo mulleriano, várias espécies, todas frequentes e bem protegidas, mostram traços comuns de advertência. Nem sempre, todavia, é possível determinar se uma associação é Batesiana ou Mülleriana.
Tentemos agora explicar como ocorrem alguns destes fenómenos de mascaramento:

Há duas maneiras pelas quais os animais produzem cores diferentes: através de biocromos ou por metabolismo.
Os biocromos são pigmentos naturais microscópicos presentes no corpo do animal que produzem cores quimicamente. A sua química é tal que eles absorvem algumas cores da luz natural e reflectem outras. Não esqueçamos que a cor aparente de um pigmento é a combinação de todos os comprimentos de onda de luz visíveis que estão a ser reflectidos . Desta maneira os biocromos do animal parecerão verdes se a luz que neles incide for a verde, por exemplo emitida pelas folhas das árvores.
Os animais podem também produzir cores através de estruturas físicas microscópicas. Estas estruturas agem como prismas, reflectindo e refractando luz visível. Dessa maneira, uma certa combinação de cores é reflectida. Os ursos polares, por exemplo, têm na realidade a pele preta, mas parecem brancos por terem pêlos translúcidos. Quando a luz incide nos seus pêlos, cada pêlo desvia ligeiramente a luz, fazendo então com que parte dela se desvie para a superfície da pele do urso e o resto da luz seja reflectida produzindo a coloração branca. Em alguns animais, os dois processos de coloração atrás citados estão combinados. Por exemplo, répteis, anfíbios e peixes com coloração verde normalmente têm uma camada de pele com pigmento amarelo e uma camada de pele que espalha a luz para reflectir uma cor azul. Combinadas, estas camadas de pele produzem o verde.
As colorações sejam elas físicas ou químicas são determinadas geneticamente; sendo transmitidas de pais para filhos, mas não podemos esquecer que cada espécie desenvolve a sua coloração da camuflagem gradualmente, através do processo de selecção natural, daí falarmos em genética.
Relembremos que na natureza, um animal que combine melhor suas cores com as do meio em que vive, está mais apto a passar despercebido pelos predadores e, por isso, tem mais probabilidades de sobreviver . Consequentemente, o animal que combina melhor com seu meio ambiente está mais apto a procriar que um animal que não combina. As crias de um animal que se camufla provavelmente herdarão a mesma coloração, e eles também viverão o suficiente para passá-la aos seus descendentes. Desta maneira a espécie, como um todo, desenvolve coloração ideal para a sobrevivência no seu meio ambiente.
Os processos de coloração dependem da fisiologia do animal. Na maioria dos mamíferos, a coloração da camuflagem está nos pêlos, já que esta é a camada mais externa do corpo. Nos répteis, anfíbios e peixes, está nas escamas; nos pássaros está nas penas; e nos insectos estará no exoesqueleto (carapaça). A própria estrutura da cobertura externa pode também evoluir para criar uma camuflagem melhor. Em esquilos, por exemplo, o pêlo é bastante áspero e irregular, lembrando a textura de casca de árvore. Muitos insectos têm uma carapaça que imita a textura macia das folhas.

Já vimos que a forma mais básica de camuflagem é a coloração que combina com o meio ambiente de um animal. Porém, o meio ambiente de um animal pode mudar de tempos a tempos. Muitos animais desenvolveram adaptações especiais que lhes permitem mudar a coloração de acordo com a mudança do seu meio ambiente.
Uma das maiores mudanças no meio ambiente de um animal ocorre na alternância de estações do ano. Na primavera e verão, o habitat de um mamífero pode estar cheio de verde e castanhos, enquanto no outono e inverno tudo pode estar coberto de neve. Enquanto a coloração acastanhada é perfeita para um meio ambiente amadeirado de verão, pode tornar o animal um alvo fácil contra um fundo branco. Muitos pássaros e mamíferos lidam com isto produzindo diferentes cores de pêlo ou de pena dependendo da época do ano. Na maioria dos casos, tanto a mudança da luz do dia como a mudança na temperatura desencadeiam uma reacção hormonal no animal, o que causa a produção de diferentes biocromos, os pigmentos que já antes referimos.

As penas e pêlos em animais são como cabelos e unhas dos humanos - são, na verdade, tecido morto. Estão presos ao animal, mas como não estão vivos, o animal não pode fazer nada para alterar a sua composição. Consequentemente, um pássaro ou um mamífero tem que produzir uma pelagem ou penas completamente novas para mudar de cor. Em muitos répteis, anfíbios e peixes, por outro lado, a coloração é determinada por biocromos em células vivas. Os biocromos podem estar em células na superfície da pele ou em células em níveis mais profundos. Estas células em níveis mais profundos são chamadas de cromatóforos.
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Alguns animais, como algumas espécies de sépias (molusco da classe celafopoda - a mesma de lulas e polvos), podem manipular seus cromatóforos para a troca total da cor de sua pele. Estes animais possuem uma colecção de cromatóforos e cada um deles contém um pigmento singular. Cada cromatóforo simples pode estar envolto por um músculo que pode contrair ou expandir. Quando o músculo da sépia se contrai, todos os pigmentos são empurrados para a parte superior do cromatóforo. No topo, a célula fica achatada dentro de um disco largo e com a cor própria. Quando o músculo relaxa, a célula retorna ao seu formato natural de um pequeno ponto colorido difícil de ser visto . Constraindo os cromatóforos com um determinado pigmento e relaxando todos os outros com outros pigmentos, o animal pode trocar toda a cor do seu corpo. Sépias, com essa habilidade, podem gerar uma ampla gama de cores e muitos desenhos interessantes. Por perceber a cor de um fundo, o animal pode misturar-se a todos os tipos de meio ambiente.

O camaleão, por exemplo, altera a coloração de sua pele usando um mecanismo similar, mas não para se camuflar. Tendem a trocar a cor de sua pele quando o humor deles muda, mesmo sem se moverem para meio ambientes diferentes.
Quanto ao nudibranche (pequeno animal marinho) que se alimenta de um tipo específico de coral, seu corpo deposita os pigmentos deste coral na pele e em extensões externas do intestino. Os pigmentos aparecem, e o animal torna-se da mesma cor que o coral. Como o coral não é só a comida da criatura, é também o seu habitat, a coloração é a camuflagem perfeita. Quando o animal se move para outro coral de cores diferentes das do anterior, o seu corpo troca de cor devido à nova fonte de comida.
Muitas espécies de peixe gradualmente produzem diferentes pigmentos sem ter de mudar a sua dieta. Isto funciona mais ou menos como troca de pelagem sazonal dos mamíferos e pássaros. Quando o peixe troca de meio ambiente, recebe sinais visuais do novo modelo de ambiente. Baseado no seu estímulo visual, estas espécies começam a liberar hormonas que mudam a maneira de seu corpo produzir pigmentos. Com o tempo, a coloração dos peixes muda para combinar com o novo meio ambiente.
E por agora já chega de falar em mimetismo.

PIRILAMPOS

O pirilampo é um insecto da família coleóptera da qual existem cerca de 2.000 espécies conhecidas . A sua característica mais observável é a bioluminiscência, melhor dizendo, a emissão de luz própria de tipo fosforescente, visível a grande distância na escuridão. É uma luz fria , por oposição á luz quente de uma lâmpada onde há libertação de luz e calor. Numa lâmpada a energia consumida é 1o% luminosa e 90 % calórica, enquanto no pirilampo 99% da energia libertada é luminosa. Esta luz é devida a uma sustância denominada luceferina que, em contacto com o ar ou com a água, produz oxiluceferina e uma luz amarela esverdeada. Alguns cientistas pensam que na espécie primitiva , de onde derivaram todas as outras , só as larvas possuíam esta luminiscência como sinal de aviso para os predadores as não comerem por serem tóxicas. Com a evolução, algumas espécies passaram também a ter esta luminosidade na fase de insecto adulto , na zona inferior do abdómen. De espécie para espécie varia a cor da luminosidade, bem como o fluxo luminoso que pode ser contínuo ou em alternância com pausas de escuridão. A frequência das emissões luminosas também varia com a espécie. Assim os machos voadores da espécie Photinus green mostram clarões duplos a cada 3 segundos , enquanto a espécie Photinus ignius tem os relâmpagos a cada 5 segundos. Também a espécie Pyractomena angulata pisca com uma luminosidade alaranjada diferente da vulgar amarelo esverdeada. Estes diferentes sinais dos machos voadores, alertam as fêmeas poisadas nas ervas para um possível acasalamento, mas estas só respondem se a frequência do sinal luminoso emitido pelo macho corresponder ao padrão da sua espécie. O mais curioso é que uma fêmea pode manter esta "conversa luminosa "com vários machos simultaneamente até se decidir por um que ache seja o melhor para fecundar os seus ovos. Os cientistas ainda não descobriram como as fêmeas fazem essa escolha. Em Portugal o período de acasalamento decorre de Maio a Agosto de acordo com a temperatura e a humidade do ar. O único centro português de estudo dos pirilampos situa-se no Parque Biológico de Gaia .

Terminaremos dizendo que este fenómeno da bioluminiscência não é exclusivo dos pirilampos pois também aparece em algas, crustáceos , mexilhões e peixes. e os japoneses já o introduziram em vertebrados geneticamente modificados.

DNA LIXO e a evolução humana

Como já será do conhecimento geral, em cada um dos núcleos dos milhões de células que formam o corpo humano, existem 46 cromossomas agrupados em 23 pares . Cada cromossoma é constituído por duas moléculas de ADN ( ácido desoxirribonucleico) e cada uma dessas moléculas formada por uma sequência espiralada de nucleótidos . Estes, por sua vez,podem ter na sua constituição uma das seguintes bases orgânicas: Adenina, Timina , Citosina ou Guanina.É a ordem sequencial destes nucleótidos que determina o chamado código genético sendo cada gene nada mais que um pedaço da molécula de DNA .O esquema abaixo mostra um cromossoma com vários genes , representados por zonas escuras.

Pelo esquema se nota haver, entre os genes, espaços de cromossoma que parecem não servir para nada, pois as sequências de nucleótidos aí existentes não têm correspondência na formação de uma outra molécula denominada RNA . Por este motivo a essas zonas do DNA se chamou DNA LIXO. Esta designação é hoje imprópria pois se sabe que algumas doenças estão associadas a alterações do referido DNA lixo. Mas descobriu-se mais: se for feita uma análise comparativa dos genomas ( mapa dos genes)do homem , do chimpanzé, do macaco rhesus e de outros primatas esta análise indica que a evolução humana pode ter sido provocada por uma mutação nos genes ou por variações em zonas de DNA lixo. Essas variações foram , por exemplo, responsáveis pela activação de genes que deram origem ao dedo grande do pé ou ao polegar da mão humana oponível aos outros dedos. Estas e outras pequenas diferenças morfológicas entre o homem e os outros primatas ditaram a linha evolutiva diferenciada. Os cientistas há muito suspeitavam que as alterações genéticas eram a base da evolução , mas não sabiam onde essas alterações ocorriam.

Hoje sabe-se que as zonas do DNA lixo têm, na realidade, milhares de elementos reguladores que actuam como interruptores para activar ou desactivar os genes dos cromossomas. Uma indicação da importância biológica do DNA lixo é que muitas das suas sequências de nucleótidos se mantiveram "conservadas" mesmo em diferentes espécies de vertebrados como o homem ou o frango, o que vem reforçar a teoria da evolução a partir de um ancestral comum. Foram estudadas extensas regiões não codificantes do genoma do homem para identificar as sequências reguladoras cujas funções poderiam ter mudado durante a linha evolutiva da espécie humana. Para tal os cientistas procuraram as sequências que tinham mais pares de bases orgânicas em humanos do que em outros primatas. A sequência que aparecia mais frequentemente era a HACNS-1 e mostrava-se altamente conservada entre os vertebrados mas variava em 16 pares de bases, desde a divergência evolutiva entre o homem e o chimpanzé. Considerando que os genomas do homem e do chimpanzé são muito semelhantes, tudo leva a crer que foram mudanças na sequência HACNS-1 que contribuíram para a mudança do polegar, pulso, pé e tornozelo humanos em relação ao chimpanzé , as quais representaram vantagens críticas para o sucesso evolutivo do ser humano. A ciência genética é um mundo novo, ainda com milhões de coisas por descobrir e cada vez mais colocando os cientistas perante a sua própria ignorância perante a organização da Natureza. Se numa simples célula há um número gigantesco de segredos o que pensar no Universo a que pertencemos ?

NOTÍCIAS DA BIOLOGIA

Gene da hipertensão- Foi agora identificado um gene que pode estar relacionado com o aumento do risco de se desenvolver pressão arterial alta. Pensa-se que muitos mais genes estarão envolvidos na hipertensão primária mas como outros factores estão também associados á doença , como sejam a dieta alimentar, prática de exercício físico e stress, tem sido difícil identificar o gene ou grupo de genes específicos da hipertensão. O STK 39 ( serina-trionina quinase) foi o primeiro gene a ser indicado como tendo influência na hipertenção. Encontra-se localizado no cromossoma 2 e produz uma proteína que ajuda no processamento de sal pelos rins, sendo o sal o verdadeiro causador do aumento da pressão sanguínea.Esta descoberta tem uma grande importância pois aumenta a capacidade de criar tratamentos específicos para cada indivíduo. Serão ,no entanto, necessárias mais pesquisas pois, como dissemos, a hipertensão é uma doença muito complexa, sendo o STK 39 apenas uma peça do quebra-cabeças de factores que levam á hipertensão.

TRANGÉNICOS--- sabemos que , no organismo humano, a vitamina A actua na formação de pigmentos visuais e na manutenção da estrutura epitelial normal. A carência desta vitamina provoca cegueira nocturna e xeroftalmia(secamento da córnea), além de pele seca e escamosa. No arroz normal, o betacaroteno que dá a vitamina A aparece na casca , mas esta é retirada quando o arroz é tratado. Foi verificado que as populações asiáticas que se alimentam praticamente só com arroz , tem baixos valores de vitamina A . Para contornar este problema, a engenharia genética obteve um arroz transgénico que recebeu genes da planta narciso, permitindo a produção de betacaroteno na parte central do grão de arroz. Deste modo, mesmo descascado ,o arroz que é chamado de dourado ,fornece a vitamina A ao homem. Outro exemplo de planta transgénica útil ao homem é a que produz hirudina . Todos sabemos que a hirudina , substância que impede a coagulação do sangue , é produzida pela sanguessuga daí elas terem sido usadas pela medicina do império romano para provocar sangrias. Nos nossos dias, o gene produtor de hirudina foi isolado e introduzido no genoma da planta oleaginosa Carthamus tinctorius . A planta transgénica obtida passou a produzir hirudina que não causa alergia ás pessoas, ao contrário da heparina um anticoagulante usado no tratamento das tomboses e que ,em alguns casos, pode produzir as alergias. Cada vez mais a Biologia é forte aliado da Medicina, como podemos ver por estes simples exemplos.

V Í R U S assassinos de outros virus ?

Um vírus é, por definição. uma partícula proteica que pode infectar organismos vivos. Tipicamente estas partículas de proteína carregam no seu interior uma pequena quantidade de ácido ribo-nucleico (DNA,RNA ou ambos). Estes ácidos possuem a informação genética necessária à formação de outros vírus iguais. No entanto, estas moléculas de ácido ribo-nucleico de nada servirão se não parasitarem células hospedeiras vivas, isto é, células de seres vivos. É por este facto que alguns cientistas não consideram os vírus como seres vivos Os vírus , como dissemos, consistem em uma cápsula de proteína chamada capsulídeo que armazena e protege o material genético viral . Por vezes,envolvendo o capsulídeo, existe o envelope ou envoltório, normalmente derivado da membrana celular do hospedeiro anterior, assim possibilitando ao vírus identificar as células que pode parasitar. Os vírus não têm qualquer actividade metabólica fora da célula hospedeira, isto é, não podem captar nutrientes, utilizar energia ou realizar qualquer síntese biológica. É verdade que se multiplicam, mas de maneira diferente das células. Enquanto estas duplicam o seu conteúdo para depois se dividirem em duas células filhas, os vírus replicam-se invadindo células de outros seres e transformando o DNA e RNA dessas células em DNA e RNA vírus. Por estas razões, como já dissemos, a maior parte dos biólogos acha que os vírus não devem ser considerados seres vivos, argumentando que um organismo vivo deve possuir características como a capacidade de obter nutrientes e energia do meio ambiente , melhor dizendo, ter metabolismo para manter e construir a sua estrutura e se reproduzirem. Os organismos vivos fazem parte de uma linhagem contínua , sendo necessariamente originados de seres vivos semelhantes. Ora os vírus não manifestam crescer, degradar ou fabricar substâncias e nem reagem a estímulos, mais parecendo minerais ,pois até têm forma cristalina. No entanto esta opinião pode ser posta em causa pois, recentemente, se verificou haver estirpes de vírus que se "alimentam" de outros vírus, tal como uma espécie animal se alimenta de outros seres vivos para sobreviver. Biólogos da universidade de Aix-Marseille descobriram este facto em 2003 ao estudarem um vírus gigante infectante de amibas.. Ao isolarem uma estirpe maior (mamavírus) observaram nela estranhas partículas patogénicas baptizadas de "spoutnik". Perante uma co-infecção o virus gigante fazia-se substituir por pequenas partículas, os spoutniks, que utilizavam com maior velocidade o material celular da amiba hospedeira. A análise do genoma dos spoutniks revelou uma surpreendente composição genética, não usual ; oito dos vinte e um genes são idênticos aos do virus gigante e os restantes idênticos aos dos genes comuns das células, o que sugere que o virófago poderá atacar diferentes estirpes de vírus e não só as células. Esta conclusão vai de encontro aos que pensam que os vírus podem também ser considerados seres vivos. Resta saber se um dia poderemos usar estes vírus para combater outros vírus que nos provocam doenças. As verdades científicas de hoje podem não o ser amanhã.Há ainda tanto para descobrir sobre a natureza que o Homem se sente um ignorante perante o fenómeno da vida neste planeta.É que ,para além dos vírus, outras partículas estruturalmente simples povoam o nosso mundo e são elas os viroides,virusoides,deltavírus e priões todas elas ainda pouco conhecidas. No grupo de doenças causadas por vírus temos : raiva, rubéola, sarampo, hepatite, dengue,poliomielite, varíola, febre amarela, varicela, gripe, meningite, sida (HIV), papiloma vírus, este último causador do cancro do colo do útero, e outros mais. Para algumas destas doenças já há vacinas específicas e para outras conhecem-se os meios para evitar que os vírus se multipliquem, como é o caso dos que são propagados e multiplicados em mosquitos seus hospedeiros. Oxalá os virófagos ( vírus destruidores de outros vírus ) venham em nosso auxílio e sejam uma futura arma médica para muitas doenças .

EVOLUÇÃO DOS SERES VIVOS

Vimos, em outro artigo,como teria surgido a vida na Terra a partir de moléculas inorgânicas e como estas passaram a orgânicas; como as últimas foram adquirindo capacidades e características dos seres vivos,em resumo, como os pré-biontes passaram a biontes.( origem da vida-postagem de Abril de 2008). O que não explicamos foi como, a partir dos primeiros biontes, se formaram outros diferenciados até se chegar às espécies pluricelulares actuais. A este facto chama-se evolução dos seres vivos. Antes de continuar definamos a conceito de espécie ; Ao conjunto de seres vivos (animais, plantas ou outros) que se podem cruzar entre si e dão descendentes férteis, diremos que pertencem à mesma espécie. Por exemplo,o cavalo e a burra podem cruzar-se, mas a sua descendência (mula e macho ) não são férteis, logo cavalo e burro são espécies diferentes. Na teoria da evolução afirma-se que as espécies actuais descendem de outras mais antigas que sofreram modificações ao longo de milhares de anos. As evidências do processo evolutivo podem ser observadas no estudo dos fósseis, na anatomia comparada e na embriologia.

Estudo dos fósseis---A análise da sequência de fósseis existentes,desde as rochas mais antigas até às mais modernas, revela uma modificação contínua das espécies e até extinção de algumas. Observa-se também um aumento do número de espécies, acompanhado de aumento de complexidade das sua estrutura corporal.Há ainda o aparecimento de fósseis de transição entre espécies, cujo exemplo mais conhecido é a Archeopteryx. Esta era uma ave com dentes, garras e longa cauda( características dos répteis) e o corpo coberto de penas . Este fóssil mostra a transição dos répteis para as aves.

Anatomia comparada---O estudo comparativo da anatomia dos animais mostra a existência de um padrão fundamental similar na estrutura dos sistemas de orgãos, o mesmo se passando com as plantas. Damos um exemplo: apesar de serem diferentes no aspecto, a barbatana da baleia, a asa da ave,a asa do morcego,a pata do cão, o braço e mão do homem, são orgãos homólogos. Em cada um deles aparece o mesmo número de ossos, músculos e nervos ,ordenados segundo um mesmo padrão . Embriologia comparada---Animais de espécies diferentes, quando na fase de embrião,tem aspecto muito semelhante. Como exemplo diremos que, na fase embrionária inicial , os peixes, anfíbios,répteis, aves e mamíferos (incluindo o homem), têm cauda e bolsas branquiais respiratórias. A explicação é que nós descendemos de outras espécies em que tais orgãos eram funcionais,como os peixes e os anfíbios. Também durante o desenvolvimento embrionário humano ,o coração começou por ter apenas uma aurícula e um ventrículo ( como o dos peixes), passando depois à fase de duas aurículas e um ventrículo (batráquios),seguindo-se um estádio de duas aurículas e dois ventrículos com um septo incompleto (réptil) para finalmente possuir duas aurículas e dois ventrículos. Estas são, muito resumidamente, algumas das razões porque hoje se aceita a teoria do evolucionismo , mas será conveniente fazer uma resenha histórica desta teoria.O primeiro cientista a tentar explicar o processo da evolução foi Jean-Baptiste Lamarck(1744-1829) . Lamarck combatia as ideias criacionistas e fixistas da época, e foi o primeiro a tentar explicar cientificamente o mecanismo pelo qual a evolução acontecia. Para Lamarck ,os seres vivos vão desenvolvendo determinados orgãos de acordo com as suas necessidades. Um dos exemplos mais conhecidos é o do pescoço das girafas. Segundo este cientista, as girafas com pescoço comprido, eram descendentes e outras girafas mais antigas de pescoço curto mas, a necessidade de atingir as folhas das árvores que lhe serviam de alimento, fazia com que os animais tivessem de esticar o pescoço constantemente e, com este esforço constante, o pescoço alongou-se. Esta característica adquirida foi transmitida aos seus descendentes, originando as girafas actuais. Para Lamarck, o uso ou o desuso de uma característica e a sua transmissão aos descendentes , fazia acontecer a evolução. O cientista chegou mesmo a enunciar duas leis : Quando um organismo não necessita de utilizar um orgão este atrofia e, pelo contrário ,se o utiliza com frequência, este desenvolve-se . Numa segunda lei afirmava: as características adquiridas ,pelo uso ou não uso do orgão , são transmitidas às novas gerações . O alemão Weissman demonstrou que Lamarck estava errado na segunda lei, ao fazer a seguinte experiência : cortou a cauda de ratos durante várias gerações,e os seus filhotes nasciam sempre com cauda, o que provava a não transmissão da característica -ausência de cauda. Foi Charles Darwin (1809- 1882) quem deu uma explicação aceitavel para o assunto, no seu livro AS ORIGENS DAS ESPÉCIES.

Aos 22 anos embarcou no Beagle e nele viajou pelo mundo durante cinco anos .Nas zonas visitadas coleccionou exemplares de organismos locais e registou muitas observações. Quando regressou a Londres e deu início ao estudo do material recolhido, acabou por concluir que as diferenças que ocorriam entre espécies eram alterações de espécies já existentes,tal como acontecia, em Inglaterra, com as diferentes espécies de pombos que eram obtidas da espécie de pombo comum, por selecção dos seus criadores - selecção artificial-.mas não sabia explicar o que levaria as espécies a modificarem-se. Uma pista surgiu quando, ao ler um trabalho de Thomas Maltus sobre populações, este afirmava : as populações tendem a crescer em progressão geométrica, e o seu alimento em progressão aritmética, o que origina a escassez de alimento e falta de espaço vital. Esta verificação levou Darwin a elaborar a TEORIA DA SELECÇÃO NATURAL, na qual concluiu que ,de todos os organismos que nascem, apenas sobrevivem os que têm maiores condições de se adaparem às condições ambientais e de se reproduzirem deixando descendentes férteis .Então como explicava Darwin o caso do pescoço das girafas? Da seguinte maneira: as girafas eram animais de pescoço curto mas, a certa altura, surgiram nessa população algumas de pescoço comprido. Estas estavam melhor adaptadas para comer as folhas dos ramos mais altos tendo, assim ,maior quantidade de alimento à sua disposição. A pouco e pouco, por falta de alimento,as girafas de pescoço curto iam ficando em menor número ,acabando por se extinguir esta espécie. Darwin chegava desta forma á ideia de selecção natural como factor principal da evolução das espécies . O conceito básico de selecção natural é o de que as características favoráveis que sejam hereditárias, tornam-se mais comuns em gerações sucessivas de uma população e que, características desfavoráveis que sejam heriditárias, tornam-se menos comuns, tendendo a desaparecer. Como já dissemos, Darwin desconhecia a razão porque se operavam as pequenas mudanças numa população de seres de determinada espécie. Nem é de admirar, pois os genes dos cromossomas eram desconhecidos naquela época.Hoje sabe-se porque aparecem as pequenas diferenças e daí ter surgido uma nova teoria designada de TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO ou NEO-DARWINISMO, que tentaremos explicar o mais simples possível: De acordo com esta teoria, os processos básicos de evolução são quatro: mutação, recombinação genética, selecção natural e isolamento reprodutivo. As pequenas diferenças nos genes dos cromossomas surgem repentinamente e denominam-se mutações. Estas ,por serem genéticas, são transmitidas ás novas gerações. O acumular de pequenas alterações pode conduzir, após muitas gerações, ao aparecimento de modificações visíveis no aspecto desses seres vivos,isto é, no fenótipo da espécie. As mutações podem ser causadas por exposição à radiação ultravioleta, o que deve ter acontecido naturalmente num pasado longínquo, ou à acção de virus. Também surgem mutações aquando da divisão celular (mitose) ou durante a duplicação da cadeia de DNA para dar as células reprodutoras ,na meiose. As mutações que ocorrem nas células reprodutoras dos organismos pluricelulares, são transmitidas aos seus descendentes mas, se ocorrerem em células somáticas (não reprodutoras)tal não sucede. Podemos pois dizer que um acumular de mutações, que sejam transmissíveis ao longo de gerações, poderá levar ao ponto de alterar o fenótipo da espécie. Recombinação genética---Este fenómeno pode ocorrer quando um cromossoma parte, em determinado ponto da sua estrutura e recebe , por colagem, uma porção de outro cromossoma diferente, alterando assim a sua composição. Este fenómeno é vulgar durante a meiose ,quando surge "crossing over" entre cromossomas. O cromossoma resultante, diferente do que seria normal, pode conter um gene diferente. Vamos admitir, como exemplo, que esse novo gene dá à população de descendentes uma capacidade de resistência a baixas temperaturas. Se o clima se tornar frio, a população que tiver esse gene está favorecida em relação à que o não possui. Por selecção natural dar-se-á evolução, como já nos referimos.

Isolamento reprodutivo---Este fenómeno ocorre quando duas populações de indíviduos da mesma espécie não se podem cruzar e, portanto, trocar genes entre si. O isolamento reprodutivo não se faz sempre de igual modo, pelo que daremos vários exemplos: Numa determinada área geográfica de montanha e vale ,existia uma população de coelhos que ficou dividida em duas por uma grande falha geológica, entretanto surgida como resultado de um sismo.. Na população inicial, havia coelhos de pequenas orelhas, resistentes ao frio e outros de orelhas grandes ,não resistentes ao frio, que se cruzavam livremente e que conforme a época do ano iam para a montanha ou vale de acordo com as suas características. O posterior isolamento provocado pela falha geológica e a selecção natural, fizeram com que na zona de montanha só existam coelhos de orelhas curtas e que no vale só existam coelhos de orelhas longas.Este tipo de isolamento denomina-se de isolamento reprodutivo de habitat. Mas também podemos ter um isolamento reprodutivo sazonal, quando populações que vivem na mesma área têm períodos reprodutivos em diferentes estações do ano.Este tipo de isolamento é comum em plantas e em alguns insectos. Vejamos agora o isolamento reprodutivo comportamental: Em muitos animais existem padrões de comportamento relacionados com o acasalamento. Analisemos o caso dos pirilampos onde se verificou que estes insectos não têm todos o mesmo ritmo de piscar a sua luz, consoante a sub-espécie a que pertencem. A cada ritmo do piscar, só respondem determinados parceiros, o que evita muito os cruzamentos e troca de genes entre a população de pirilampos. Deu-se neste caso uma selecção sexual. Pode também surgir um isolamento reprodutivo mecânico quando,devido a uma diferença de formato dos orgãos reprodutores não é possível, por exemplo, uma polinização generalizada. É um caso muito vulgar nas flores das plantas superiores. Passemos agora à Selecção Natural : Como já referimos ,as variações numa espécie são submetidas ao meio ambiente que, através da selecção natural, conserva as favoráveis e elimina as desfavoráveis. Vejamos dois exemplos : Antes da industrialização da Inglaterra, predominavam naquele território as borboletas claras. Às vezes apareciam mutantes escuras dominantes que ,apesar de serem mais robustas , eram eliminadas pelas aves por serem visíveis nas cascas claras das árvores. Com os fumos das muitas fábricas as cascas das árvores ficaram escuras de sujidade, camuflando as borboletas mutantes escuras e pondo em evidência as borboletas claras,que passaram a ser comidas pelas aves.O número de mutantes escuras ficou em maioria e, com o passar dos tempos, só havia cruzamento entre elas. Assim, naquela região, a população de borboletas claras evoluiu para outra escura. Passemos a outro exemplo : A espécie " mosca caseira" foi combatida pelo homem com DDT . Este produto matava a moscas comuns mas algumas, talvez devido a mutações, tinham maior resistência ao produto e escapavam com vida. Estes mutantes conseguiam reproduzir-se , dando moscas sempre resistentes, indiferentes ao DDT. Desta forma, a mosca caseira inicial evoluiu para a mosca caseira resistente.Facto idêntico acontece com espécies de bactérias que se tornaram imunes aos antibióticos, por uso indiscriminado destes.

A ORIGEM DA VIDA

Desde os tempos mais remotos que o Homem tenta explicar a origem da vida tal como a conhecemos hoje. As primeiras explicações foram de natureza religiosa, atribuindo a vida a um Cridor supremo.(Teoria Criacionista).Quatro séculos antes de Cristo, no tempo de Aristóteles, apareceu a primeira explicação não religiosa: a vida surgia da matéria inorgânica que, devido a um princípio activo,originava os seres vivos. Os defensores desta teoria designada de Abiogénese ou Geração Espontânea afirmavam que os mosquitos provinham da lama, os sapos da terra húmida, os peixes do lodo, os ratos da palha podre e outras coisas que tais, tudo por acção do tal princípio activo que ninguém sabia o que era. Esta teoria foi posta em causa no séc XVII pelas experiências de Francisco Redi e no séc XVIII pelas de Lázaro Spallanzani. Estes cientistas mostravam que a vida só podia surgir de outra pré-existente. Infelizmente as suas experiências não eram totalmente conclusivas,dadas as condições de trabalho na época, e só em 1862 Louis Pasteur realizou outras, totalmente credíveis ,que acabaram com a teoria da Abiogénese. Segundo Pasteur, " nas condições actuais ,a vida provém sempre de outra já existente ". A questão não ficou por aqui encerrada, pois havia o problema de explicar o aparecimento da primeira forma de vida. Em 1908,Arrhenius apresenta a hipótese da Panspermia , afirmando que a vida na Terra se devia a esporos vindos do espaço sideral e transportados por meteoritos que cairam no nosso planeta. O problema mantinha-se : e lá no espaço como tinham surgido esses esporos ? A ideia foi retomada por Francis Crick, em 1980, só que, em vez de meteoritos, foram naves espaciais não tripuladas que transportaram colónias de microrganismos. Os lançadores dessas naves pertenceriam a uma civilização muito avançada tecnologicamente, há já biliões de anos . Por nos parecer haver uma hipótese de explicação lógica e comprovada laboratorialmente sobre a origem da vida na Terra, tentaremos explicar a Teoria de Aleksandr Oparin . Em 1924 este cientista russo partiu do pressuposto de que as condições do planeta Terra, no seu início, eram diferentes das actuais . Vamos tentar sintetizar as suas ideias : »»» Há 4.000 Ma (milhões de anos) a jovem Terra não tinha ainda arrefecido a sua crosta ,e a atmosfera por não possuir oxigénio, era redutora.»»» Havia milhares de vulcões em actvidade que lançavam na atmosfera hidrogénio (H2),metano (CH4),amoníaco (NH3), vapor de água ( H2O)e sulfureto de hidrogénio (H2S) .»»» Como a atmosfera não continha oxigénio os raios ultravioleta eram muito fortes.»»» As trovoadas eram constantes e as águas resultantes foram-se acumulando dando os mares primitivos, ainda sem qualquer vida.»»» Os gases da atmosfera primitiva, sujeitos às descargas eléctricas das trovoadas e aos fortes raios ultravioleta, ionizaram as suas moléculas que se combinaram entre si dando moléculas inorgânicas mais complexas. Estas recombinaram-se também dando, por sua vez, moléculas orgânicas simples.»»» As moléculas orgânicas simples foram arrastadas pelas chuvas para os mares primitivos onde se acumularam originando aquilo a que Oparin chamou de caldo primitivo .

Até este ponto a Hipótese de Oparin foi comprovada pela experiência que Stanley Miller e seus colaboradores realizaram em 1953 e que passamos a descrever:

No balão (lado direito)foram colocados os gases :hidrogénio, metano, amoníaco, dióxido de carbono e azoto, simulando a atmosfera primitiva. Havia também vapor de água vindo do balão do lado esquerdo. Este simulava os mares primitivos muito quentes que tinham forte evaporação. Os gases do balão foram submetidos a descargas eléctricas de 60.000 volts, durante uma semana, simulando as trovoadas e os ultravioleta. O vapor de água e gases eram condensados no lado direito do aparelho, simulando as chuvas primitivas. Ao fim de uma semana de trabalho contínuo deste aparelho a água estava amarelada e ,depois de analisada ,verificou-se conter aminoácidos (alamina, glutamato, ácido aspártico) e ácidos orgânicos (fórmico, acético, propriónico, láctico e succínico) tudo isto moléculas orgânicas. Para termos uma ideia de como as moléculas inorgãnicas originaram , por recombinação, as moléculas orgânicas simples observemos o esquema a seguir:

«As moléculas orgânicas têm , em conjunto,átomos de carbono(bola preta)hidogénio( bola azul)e oxigénio(bola vermelha)» VOLTEMOS À HIPÓTESE DE OPARIN : »»» No caldo primitivo, as moléculas orgânicas simples (formaldeído)reagiram entre si e deram outras mais complexas (ribose ,glucose ,etc).Estas estruturas mais complexas,rodearam-se por uma espécie de membrana de hidrocarbonetos que as isolavam do restante caldo primitivo . Estavam formados os coacervos estruturas parecidas com as células, mas ainda sem qualquer característica de vida . »»»As reacções no caldo primitivo eram catalisadas pelas argilas e basaltos quentes das margens dos mares.( também este facto foi confirmado em laboratório por Fox) »»» Nos coacervos, algumas moléculas orgânicas reagiram entre si dando outras mais complexas, algumas até tendo capacidade de autocópia e outras capazes de controlo de reacções ,surgindo assim as primeiras características de vida. Os coacervos não são seres vivos, por isso chamar-lhe-emos de pré células ou pré-biontes.»»» Os pré-biontes ( semelhantes a uma bactéria actual) eram heterotróficos,isto é, absorviam novas moléculas do caldo primitivo, para manter e aumentar a sua estrutura e para produzir a energia que os mantivesse . A energia necessária era obtida a partir de moléculas sulfurosas tal como sucede,hoje em dia,com bactérias dos fundos marinhos. »»» Durante milhões de anos os pré-biontes terão evoluído quimicamente a sua estrutura para uma posição autotrófica de síntese de "alimento". »»» O aparecimento de oxigénio na atmosfera da Terra levou a que as bactérias autotróficas se desenvolvessem em cianobactérias, obtendo a energia para o seu metabolismo por reacções fotossintéticas, possivelmente há 2.000 Ma. »»»A pouco e pouco os pré-biontes adquiriram mais características dos seres vivos, mas esta evolução é tão gradualmente ténue, que não podemos precisar o momento em que deixamos de ter um pré-bionte e passamos a ter um ser vivo.

Estima-se que a vida terá surgido há 3.4oo Ma.; células com núcleo contendo RNA e DNA há 2.000 Ma e organismos pluricelulares há 700Ma. Depois é a EVOLUÇÃO NATURAL ,o aparecimento e desaparecimento de espécies, mas isso é outro assunto.