Evolução- Argumentos Bioquímicos

Argumentos Bioquímicos

Os argumentos bioquímicos são aqueles que utilizam processos químicos ou biomoléculas como justificação à ocorrência de evolução.
Os argumentos bioquímicos que nos permitem afirmar que a evolução ocorreu a partir de um ancestral comum são:
- Os componentes bioquímicos fundamentais são os mesmos para qualquer ser vivo (ácidos nucleicos, prótidos, glícidos, lípidos, água e sais minerais).
- O mecanismo de síntese proteica é comum em todos os organismos, embora as proteínas sintetizadas não sejam de todo iguais.
- O código genético é universal para todos os organismos.
- A energia biológica (ATP) é a mesma para todos os organismos.


Estudos comparativos em proteínas
As proteínas são as moléculas mais numerosas no corpo dos seres vivos, condicionando, com a sua sequência de aminoácidos específica, as características fenotípicas desses mesmos seres. Deste modo, é de prever que quanto maior a proximidade evolutiva entre dois seres, maior seja a semelhança nas suas proteínas.
Estudos sobre a molécula da insulina, uma hormona produzida pelo pâncreas formada por duas cadeias polipeptídicas, revelaram que as várias moléculas características das espécies teriam derivado, por pequenas mutações, de um ancestral comum. Estudo semelhante foi realizado com o citocromo C, uma proteína respiratória que se encontra em todos os seres aeróbios. No decurso da evolução, mutações alteraram aminoácidos em determinadas posições mas todas as espécies têm uma estrutura e função semelhantes. Assim, a ideia de Darwin de que todas espécies estariam ligadas por árvores filogenéticas tem apoio neste tipo de estudo pois mesmo entre seres tão distantes evolutivamente como o Homem e uma bactéria podem ser encontradas proteínas comuns. As proteínas são produtos da informação contida no ADN, pelo que estes estudos podem ser ainda mais precisos estudando a própria fonte dessa informação.

Dados sobre a sequência do ADN
A evolução reflecte as alterações hereditárias ocorridas ao longo das gerações. Geralmente os estudos com ADN pretendem avaliar o grau de divergência entre espécies com ancestrais comuns. Estes estudos utilizam a técnica da hibridação do ADN. Procede-se inicialmente à desnaturação das cadeias de ADN. Essas cadeias “desenroladas” são recombinadas com outras de espécie diferente, previamente isoladas e marcadas radioactivamente - hibridação. O grau de hibridação é proporcional ao grau de parentesco entre as espécies.

Dados sorológicos
As reacções sorológicas permitem determinar o grau de afinidade entre as espécies em estudo, baseando-se na reacção anticorpo-antigene. O sistema imunitário de um qualquer indivíduo reconhece como estranhas proteínas diferentes das suas, respondendo com a produção de anticorpos específicos. Os anticorpos são proteínas produzidas nos leucócitos, como resposta à introdução no meio interno de um indivíduo de uma substância estranha, o antigene. A reacção antigene-anticorpo é específica, ou seja, as duas moléculas são complementares, daí resultando a inactivação do antigene e a formação de um precipitado visível. Deste modo, quanto maior a afinidade entre o antigene e o anticorpo, maior a reacção e maior o precipitado. A base destes estudos é que quanto mais afastada evolutivamente uma espécie se encontra de outra, maior o número de proteínas diferentes e, consequentemente, maior a intensidade da reacção imunitária. A adição de anti-soro humano (contendo anticorpos específicos para as proteínas do sangue humano), por exemplo, ao sangue de vários animais, permite avaliar o parentesco entre o Homem e esses animais, através do grau de aglutinação (quanto maior o grau de aglutinação, maior a reacção, maior o parentesco).
Como se obtém o anti-soro humano?
Injecta-se num coelho soro humano, para que este produza, nos seus glóbulos brancos, anticorpos anti-humanos e os lance na corrente sanguínea. O soro retirado desse coelho vai conter anticorpos específicos para as proteínas do soro humano, ou seja, é um anti-soro humano.

Helena Ferreira

Ciclo de vida do Polipódio

Quando observámos o ciclo de vida do Polipódio (Polypodium), também observámos um outro feto conhecido por feto americano ou feto espada (Nephrolepsis exaltata). Soros

Foto de José Fajardo

Ciclo de vida do Polipódio

Estas plantas reproduzem-se sexuada e assexuadamente. A reprodução sexuada inclui sempre alternância de duas fases nucleares, a haplofase e a diplofase, ambas pluricelulares, e que correspondem, respectivamente à geração gametófita (fase do ciclo da vida de um ser que se inicia com os esporos e termina com a fecundação. Nesta fase ocorre a produção da gâmetas e coincide com a haplofase) e à geração esporófita (fase do ciclo de vida que se inicia com o zigoto e termina com a meiose. Nesta fase ocorre a produção de esporos e coincide com a diplofase). Por este facto, os seres deste reino são haplodiplontes.
A meiose é pré-espórica por ocorrer aquando da formação dos esporos. Os esporos são células haplóides que, por germinação, originam o gametófito, onde se formam os gâmetas.
Da fecundação resulta o ovo ou zigoto, que por mitoses sucessivas origina o esporófito, entidade diplóide, onde se formam os esporos.

Os fetos são plantas vasculares (com vasos condutores de água e açúcares), as primeiras a apresentar verdadeiras folhas, o que os torna muito melhor adaptados à vida em meio terrestre que as Briófitas. Por este motivo, apesar de preferirem ambientes húmidos e sombrios, para os quais estão particularmente bem adaptados, conseguem sobreviver em zonas áridas. No entanto, nessas condições apenas se reproduzem sexuadamente na época das chuvas.

No polipódio o esporófito encontra-se representado pela planta adulta. Em determinadas alturas do ano observam-se na página inferior das folhas pontuações granulosas, denominadas soros, que são grupos de esporângios.

(Soros observados à lupa binocular)

Estes contêm células-mães dos esporos que, por meiose pré-espórica, originam esporos morfologicamente iguais. A ruptura do esporângio permite a dispersão dos esporos, que caindo na terra germinam e dão origem ao protalo (gametófito). (Esporângios e esporos vistos ao microscópio óptico)

O protalo possui vida livre mas muito limitada. Nesta altura diferenciam-se anterídios e arquegónios que originam, respectivamente, os anterozóides flagelados e as oosferas. A fecundação, dependente da água, origina um ovo ou zigoto, que inicia a geração esporófita correspondente à diplofase. Do desenvolvimento do ovo surge a planta adulta, que é a entidade mais representativa daquela geração.

Texto de Bruno Sousa, fotos de José Fajardo

Reprodução Sexuada nas plantas com flor

Uma das Açucenas utilizadas na aula prática para observação dos seus órgãos reprodutores

Observação dos estames após remoção do carpelo

Corte transversal de um ovário mostrando sementes

Corte longitudinal de um ovário mostrando sementes.

Fotos de José Fajardo

Reprodução Sexuada nas plantas com flor

A flor tem a função de reprodução.
As pétalas (coloridas) servem para atrair agentes polinizadores como insectos e aves; além de proteger o gineceu (parte feminina da flor) e o androceu, (parte masculina da flor). O perfume também é um atractivo para estes agentes.
As flores são ramos modificados que contêm os órgãos reprodutores. A sua presença é a principal característica das angiospermicasas, plantas com flores e frutos pertencentes ao grupo das plantas vasculares (também chamadas de plantas superiores, onde estão incluídas a maioria das árvores, arbustos e ervas). Após a reprodução, a flor transforma-se num fruto, que encerra a semente no seu interior. A semente contém um embrião que germina para produzir uma nova planta.
A planta que possui flores dos dois sexos recebe o nome de monóica. Quando as flores de cada um dos sexos estão localizadas em exemplares distintos, a planta é considerada dióica.

Texto de Bebiana Rocha

Constituição de uma flor

Esquema elaborado por Diana Sousa, Joana Coelho e Joana Bessa.

Paradas nupciais

Pavão:

Durante a parada nupcial, a exibição do macho é frontal. Este ergue as suas penas supra-caudais, formando um leque com um padrão de cores azul e bronze, num fundo verde - metálico, voltando-se completamente para a fêmea e agitando-o num movimento que faz vibrar os ocelos e produz um som muito característico; quando se volta de costas para a fêmea, baixa e abana as penas primárias de cor alaranjada e subitamente vira-se de novo para esta exibindo o magnífico leque. Se esta está receptiva, poderá seguir-se a cópula.

Texto de Bruna Rocha e fotos de José Fajardo

Paradas nupciais

Albatroz:

Os albatrozes combatem entre si para determinar quem é o mais forte e apto para reprodução, ou seja, os albatrozes ao combaterem demonstram quais as suas melhores qualidades (agilidade, força, inteligência, velocidade etc.); no caso de algumas aves de pequenas dimensões, o acasalamento ao ser do tipo monogamia, cada um dos intervenientes (macho e fêmea) exibe-se e demonstra algumas qualidades pessoais (astúcia, inteligência, cânticos).

Bebiana Rocha

Paradas nupciais

Paradas nupciais
No decorrer do acasalamento ocorrem diversos rituais típicos para a sedução do oposto. Os rituais de acasalamento são o conjunto de rituais de sedução que são exercidos por um macho ou fêmea para cativar o interesse do oposto com o fim da procriação: se o acasalamento em questão for do tipo poliginia (quando várias fêmeas acasalam com um macho), quem pratica os rituais normalmente são as fêmeas; se o acasalamento em questão for do tipo poliandria (quando vários machos acasalam com uma fêmea), são os machos que praticam os rituais; se o acasalamento em questão for do tipo monogamia (quando um único macho acasala com uma única fêmea), qualquer um dos intervenientes no acto podem executar os rituais.


Cegonha branca:
A época de reprodução estende-se de meados de Março a princípios de Abril.
As paradas nupciais são bastante elaboradas. O comportamento mais característico consiste em bater ruidosamente com o bico inclinando a cabeça para trás.Esta acção é efectuada pelos dois sexos e ocorre quando as aves estão pousadas no ninho.
Texto de André Pedro e Bebiana. Foto de José Fajardo

Síndrome de Down

Síndrome de Down
A Síndrome de Down consiste em um grupo de alterações genéticas, em que há a presença de um cromossoma a mais no cromossoma 21. Em genética este fenómeno é conhecido como trissomia.Os portadores desta síndrome possuem dificuldades na aprendizagem e incapacidade física bastante variável. O médico que descreveu esta doença genética foi o britânico John Langdon Haydon Down.Esta deficiência é uma das mais comuns dentro da genética. Um dos factores que mais influenciam esta síndrome é a idade da mãe. As Hipóteses de um bebé ser portador da síndrome de Down é bem maior quando sua mãe tem mais de 40 anos de idade.As crianças portadoras desta deficiência apresentam desvantagens em níveis variáveis se comparadas a crianças sem a síndrome.Uma delas é seu QI, que raramente é superior a 60. Outra característica bastante frequente é a microcefalia (redução no peso e no tamanho do cérebro). Outros factores que dificultam a aprendizagem destas crianças são deficiências motoras, maior susceptibilidade a doenças infecciosas recorrentes, problemas no coração, problemas na visão e na audição. Aspectos como intervenção na aprendizagem, monitorização de problemas comuns aos indivíduos portadores desta síndrome, ambiente familiar estável e muitos outros, contribuem não só para o bem-estar, como também para o desenvolvimento da criança com síndrome de Down.É sempre importante lembrarmos que ao receberem todo o apoio necessário, como o empenho individual dos pais, professores e terapeutas, estas crianças são capazes de apresentar resultados muito bons e, em alguns casos, até surpreendentes.

Bebiana

Daltonismo

O Daltonismo
O daltonismo é, na maioria das vezes, uma alteração de origem genética onde o indivíduo não é capaz de identificar as cores. Uma característica bastante comum deste distúrbio é a grande dificuldade que seus portadores possuem em diferenciar o verde do vermelho.
John Dalton foi o primeiro cientista a estudar este distúrbio, uma vez que ele mesmo era portador desta alteração visual. Em homenagem a este químico, esta dificuldade de percepção das cores passou a ser chamada de daltonismo.Directamente relacionada ao cromossoma X, esta “disfunção visual” é bem mais comum em homens do que em mulheres. Acredita-se que 8% da população seja portadora deste distúrbio, dentro deste percentual, apenas 1 % inclui as mulheres, os 7% restantes incluem o sexo masculino.A mutação genética que provoca o daltonismo, dá aos daltónicos algumas vantagens como: uma visão nocturna bem mais apurada em relação àqueles que não a possuem, e também, uma maior capacidade de reconhecerem elementos semi-ocultos que passariam despercebidos para os não daltónicos.Actualmente não se conhece tratamentos para esse distúrbio; contudo, sendo conhecedora de suas limitações visuais, uma pessoa portadora de daltonismo pode ajustar-se a elas e levar uma vida normal.

Bebiana

Albinismo

Albinismo
O Albinismo ou Hipopigmentação é uma disfunção universal que tanto pode afectar indivíduos masculinos ou femininos e mesmo animais (frequente em coelhos, cavalos, porcos, peixes, tubarões e tigres) e plantas. A sua incidência no Homem é mais comum em povos africanos, onde é notória esta mutação genética que envolve a ausência de pigmentação e que vai dar origem a um indivíduo que possuirá um determinado grau de Albinismo, isto é, este não irá possuir as características comuns (pele negra, cabelo escuro, etc.) de um casal africano de cor negra por exemplo.

1. Causas da Doença
As causas do Albinismo variam de caso para caso, assim como a intensidade dos seus efeitos. Geralmente o Albinismo é causado por falhas ao acaso (aleatórias) ou herdadas em um ou mais genes que regulam a produção de melanina, proteína responsável pela pigmentação e a primeira protecção do corpo contra os raios ultravioletas.
Uma pessoa pode ser portadora do gene que causa a doença e não ser Albina. Contudo, na fecundação, se os dois genes que contem a mutação se juntarem, as células do bebé em formação não são programadas para produzirem melanina. Ou seja duas pessoas com o gene da doença, mas não sendo albinos, poderão eventualmente ter filhos albinos.
O albinismo decorre de um bloqueio incurável da síntese de melanina devido à ausência da enzima tirosinase nos melanócitos os quais estão, entretanto, presentes em número normal, mas são incapazes de produzir o pigmento.

2. Transmissão/Hereditariedade
O albinismo é hereditário e está condicionado a um gene pouco comum que gera certas características físicas e que tem carácter recessivo, não aparece em todas as gerações. Estima-se que uma em cada 17.000 pessoas é albina.
Quando um dos pais possui o gene recessivo do albinismo, existe a probabilidade de transmissão de 25% em cada gravidez. De cada quatro filhos, um pode apresentar a doença. No entanto, no caso do nascimento de filho saudável, há 50% de possibilidade de ele ser portador do gene e gerar filhos com albinismo, como já haveria sido referido anteriormente.
Dentro do Albinismo, pode destacar-se o albinismo óculo – cutâneo tirosinase – negativo e o albinismo óculo cutâneo tirosinase – positivo. O que difere nos dois tipos, é que os albinos ‘ positivos ’ podem melhorar a acuidade visual na vida adulta, ao contrário dos Albinos ‘ negativos ‘.Estes indivíduos portadores de albinismo óculo cutâneo negativo ou albinismo completo apresentam carência de pigmentação na pele, cabelo e nos olhos igualmente.
No albinismo parcial, a transmissão desta doença é carácter hereditário autossomico dominante, que é caracterizado pela a ausência de pigmentação em zonas bem delimitadas da pele ou do cabelo, sem comprometimento do globo ocular.
No albinismo ocular, este é condicionado por um gene recessivo localizado no cromossoma X e no qual a pigmentação da pele e do cabelo é normal, porém a melanina do epitélio pigmentar da retina está ausente.

3. Sintomas da Doença
Os sintomas podem ser subdivididos nos diferentes graus de Albinismo:
Albinismo Completo:
- A pele e os pêlos de cores branca, e os olhos de tom rosado;
- Movimento rápido dos olhos (nistagmus);
- Fotofobia (evitam luminosidade porque causa desconforto);
- Diminuição da perspicácia visual;
- Cegueira Funcional
Albinismo Ocular:
- a cor da íris pode variar de azul a verde e, em alguns casos, castanho-claro;
-a fóvea (responsável pela acuidade visual, no olho) tende a desenvolver-se menos, pela falta da melanina, que cumpre um papel central no desenvolvimento do olho, nos fetos.
Albinismo em geral:
- Ausência de pigmentos na pele, nos olhos e na íris;
- Ausência de pigmentos irregulares na pele.

4. Consequências do Albinismo
As pessoas que são afectadas por esta mutação genica que provoca Albinismo tendem a uma maior probabilidade de sofrerem de cancro da pele ou de cegueira. As pessoas ou animais que sofrem da doença têm muito pouco ou mesmo nenhuma pigmentação nos seus olhos, pele ou cabelo. Os cabelos ou são totalmente brancos ou de um amarelo muito pálido, na sua visão a íris é extremamente clara podendo os olhos chegarem a ser rosados, o que provoca uma grande dificuldade de visão em lugares bastante luminosos, sendo obrigados a usarem óculos escuros e graduados devido à sua sensibilidade à luz.
A pele dos albinos, sendo muito clara devido à carência de melanina, com a radiação solar pode vir a desenvolver cancro de pele caso os doentes não estejam devidamente protegidos com protector solar ou roupas adequadas. Pois a exposição solar não produz o efeito bronzeador, mas sim queimaduras de graus variados.

5. Tratamento
Quanto ao tratamento desta doença, não se encontram muitas alternativas relativas à cura do Albinismo. Está na consciência de cada pessoa que sofra de Albinismo prevenir-se em relação à sua exposição solar.
Apesar disto, a terapia genética abre uma possibilidade para os portadores do albinismo. No futuro, estes pacientes poderão receber os genes que faltam a suas células "pigmentadoras", em prol da recuperação da capacidade de sintetizar a melanina.

http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/biologia/biologia_trabalhos/albinismo.htm

Diana

A divisão celular

Os organismos unicelulares multi­plicam-se por divisão celular: a partir de uma célula original formam-se duas células-filhas. Esta divisão celular é a que permite a passagem do zigoto ou ovo - resultado da fecundação dos gâmetas - até o organismo adulto. Excepto em casos muito particulares, a divisão celular tem lugar através de um processo de divisão conforme conduz à formação de duas células­-filhas idênticas à célula-mãe, especial­mente no que respeita ao seu con­teúdo em ADN. Nos eucariontes segue umas pautas precisas marcadas pelo comportamento e pela disrribui­ção dos cromossomas. Este processo recebe o nome de mitose.

As fases da mitose
A divisão celular é um processo contínuo que se divide em quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e teló­fase.
Durante a prófase, tal como se pode observar, por exemplo, nos meristemas vegetais, os nucleofila­mentos (cromatina) condensam-se bastante até que resultam evidentes os cromossomas. Cada cromossoma é constituído por dois cromatídeos, unidos pelo centrómero. Os nucléolos tornam-se cada vez mais evidentes, enquanto o envolvimento celular se organiza até que o conteúdo nuclear fica disperso no citoplasma, no qual se organiza, a partir dos microtúbulos proteicos que se agregam para formar fibrilas, o fuso acromático. No fim da prófase, de um e de outro lado de cada centrómero, formam-se duas zonas específicas sobre as quais se fixam as fibras proteicas. Quando os centríolos atingem os pólos, a mem­brana nuclear fragmenta-se e os nucléolos desaparecem.
Durante a metáfase, os cromosso­mas dispõem-se com os centrómeros e originam o plano equatorial, atingem o seu máximo encurtamento devido a uma forte condensação dos cromatí­deos. Os pares de centríolos estão agora nos pólos da célula. O fuso acromático completa o seu desenvol­vimento, notando-se que algumas das suas fibrilas se ligam aos cromossomas, fibrilas cromossomáticas, enquanto outras vão de pólo a pólo, fibrilas con­tínuas.
No início da anáfase dá-se a cliva­gem de cada um dos centrómeros, separando-se os dois cromatídeos, que passam a constituir dois cromossomas independentes. A anáfase é caracteri­zada pela ascensão polar dos cromos­somas-filhos. No final da anáfase os dois pólos da célula estão completos e equivalentes de cromossomas e por­tanto de ADN.
Na telófase reorganiza-se de novo a membrana nuclear à volta dos cro­mossomas de cada célula-filha. Os nucléolos reaparecem. Dissolve-se o fuso mitótico e os cromossomas devido à sua descondensação alon­gam-se, tornando-se menos visíveis. A célula fica constituída por dois núcleos.

Significado da mitose
A mitose, que comporta a distri­buição de dois lotes idênticos de cromossomas nas células-filhas, aumenta o número de indivíduos no caso dos organismos unicelulares, o qual é sinónimo de reprodução. Durante o desenvolvimento embrionário, im­plica o aumento acelerado do número de células e a edificação de um orga­nismo pluricelular, enquanto nos ani­mais adultos serve, essencialmente, para substituir as células mortas (no caso das células muito especializadas, como os neurónios) e nas plantas superiores permite um crescimento indefinido dos seus órgãos.
A mitose tem uma duração variá­vel na ordem de uma hora (numa célula cancerosa em cultivo) ou de três (célula meristemática de uma raiz jovem), mas é mais importante saber a duração do ciclo celular ou a duração do intervalo entre duas mitoses conse­cutivas, que é uma soma da duração da mitose mais a do período de repouso, a interfase, que nos exemplos citados é, em cada caso, de umas vinte horas. Na interfase o cito­plasma cresce até que o núcleo seja incapaz de controlá-lo, momento em que se desencadeia uma nova mitose. Isto quer dizer que existe uma relação ideal entre o volume do citoplasma e o do núcleo (relação nucleoplasmá­tica). Existem factores externos da célula que regulam a mitose, como a contribuição adequada de substâncias nutritivas ou a acção de determinadas hormonas que a estimulam ao activar uma substância presente no cito­plasma. Por outro lado, os cancros são doenças provocadas por um ritmo aberrante de divisões mitóticas anor­mais que conduz à formação de massas celulares proliferantes. Contra eles, ensaia-se o uso de substâncias quími­cas que impedem a mitose ou a prévia duplicação do ADN.
No final da anáfase cada cromossoma-filho é consti­tuído por um só cromatídeo que na prófase tem dois; ou seja, durante a interfase efectua-se a duplicação dos cromatídeos. O fenómeno mais importante no processo de reprodu­ção celular, a duplicação do ADN exacto do material hereditário, rea­liza-se na interfase.

Texto de Carlos Cruz; Fotos de José Fajardo