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terça-feira, 7 de setembro de 2010

EUCARIONTE- Elysia chlorotica

O que é um eucarionte? 

O estranho caso do gastrópode Elysia chlorotica [molusco].

Elysia chlorotica
O gastrópode é verde na fase adulta, é um animal com cloroplastos, com organitos [estruturas das células] capazes de fazer a fotossíntese [processo através do qual as plantas e alguns outros organismos trans­formam a energia do Sol em energia quími­ca, produzindo oxigénio e processando dióxido de carbono, água e minerais]. Quando nasce não tem plastos, tem de se alimentar de uma alga, e o que sucede é uma coisa muito curiosa: ao alimentar-se, incorpora os cloroplastos da alga nas suas células. Isto não é vulgar, aliás, teoricamente, os cloroplastos deviam ser digeridos - veja o nosso caso, quando comemos alface não ficamos ver­des. Os cloroplastos são incorporados nas células do animal e mantêm-se funcionais, fazem a fotossíntese, produzem oxigénio, fixam dióxido de carbono... Para isso acontecer, a alga tem de passar genes para o animal, e essa passagem é feita através de vírus (isto foi provado há pouco tempo). Quando estes vírus passam genes que são capazes de possibilitar a permanên­cia dos cloroplastos nas células do animal, significa que este animal já é uma estrutura diferente daquela que era quando nasceu. (Francisco Carrapiço)

Para Jan Sapp cada eucarionte é um super organismo, um simbioma composto pelos seus próprios genes existentes nos cro­mossomas nucleares e em organitos celulares, bem como a informação genética de bactérias simbiontes e de vírus que vivem no organismo. O simbioma, o limite do organismo multicelular, estende-se para além das actividades das suas próprias células. Todas as plantas e todos os ani­mais envolvem complexas comunidades ecológicas de microorganismos, alguns dos quais funcionam como comensais, outros como mutualistas.

Eucarionte

eucariota n.m.,adi. ser vivo ou designativo do ser vivo cujas célu­las apresentam núcleo individualizado, separado do citoplasma por uma membrana, que o envolve (Do gr. eu, «bem; regular; ver-dadeiro»+/fáryon, «noz; núcleo», pelo fr. eucaryote, «eucariota»)

Simbiose

Simbiose é uma relação mutuamente vantajosa entre dois ou mais organismos vivos de espécies diferentes. Na relação simbiótica, os organismos agem activamente (elemento que distingue "simbiose" de "comensalismo") em conjunto para proveito mútuo, o que pode acarretar especializações funcionais de cada espécie envolvida. A simbiose também é chamada de protocooperação.
Exemplo de simbiose : O ca­so dos líquenes [resultam de associações ín­timas entre algas e fungos].
Na fórmula 1+1 não é igual a 2, temos um fungo mais uma al­ga, e isto teoricamente daria 1+1=2 ,não é?; mas a verdade é que isto não acontece assim, o que resulta é um 1 muito grande e não um 2, ou seja, um novo organismo completamente diferente - isto tem implicações imensas, começando por nós próprios, pela espécie humana. Outro dos exemplos mais clássicos que ninguém conseguia perceber é o do gastrópode Elysia chlorotica [molusco].(Francisco Carrapiço)

Endossimbiose

Um endossibionte é qualquer organismo que vive no interior do corpo ou das células de outro organismo, realizando uma relação ecológica designada como endossimbiose (do grego: endo = interior e biosis = que vive). Por exemplo, algumas bactérias, fixadoras de azoto (conhecidas como rhizobia) vivem em nódulos, nas raízes de algumas leguminosas; alguns corais, em recifes, hospedam algas unicelulares; vários insectos contêm várias bactérias endossimbiontes; entre outros exemplos possíveis.

Lynn Margulis, bióloga norte-americana que, em 1967, publica no Journal of Theoretical Biology, após diversas rejeições por parte de outras revistas e sob o nome de Lynn Sagan, o artigo "On the Origin of Mitosing Cells". Neste trabalho, é apresentada uma teoria da origem da descontinuidade entre células procarióticas e eucarióticas. Mitocôndrias, corpos basais dos flagelos e cloroplastos são considerados terem derivado de células procarióticas de vida livre, sendo a célula eucariótica vista como o resultado da evolução de simbioses primitivas. Em 1970, esta autora publica o livro "Origin of Eukaryotic Cells: Evidence and Research Implications for a Theory of the Origin and Evolution of Microbial, Plant and Animal Cells on the Precambrian Earth".Usando dados de biologia celular e molecular, consolida a hipótese da teoria endossimbiótica sequencial para a explicação da origem das células eucarióticas.

Assim, a autora refere que "A célula eucariótica é uma comunidade microbiana que co-evoluiu e, neste sentido, mais comparável a uma unidade ecológica...".

As investigações lideradas pelos investi­gadores britânicos Angela Douglas e David Smith, utilizando hidras portadoras de microalgas que vivem em endossimbiose com estes cnidários, demonstraram que existem associações que podem ser simulta­neamente parasíticas e mutualísticas em diferentes condições ambien­tais.

Estes estudos contribuíram para que, posteriormente, Angela Douglas revelasse, de forma inequívoca, a importância da simbiose, ao afirmar, no livro "Symbiotic Interactions" de 1994, que o denominador comum da simbiose não é o benefício mútuo, mas as novas capacidades metabólicas adquiridas por um organismo a partir dos seus parceiros. De igual modo, os trabalhos da bióloga norte-americana Mary Betb Saffo sobre a simbiose cíclica" entre tunicados do género Molgula, protistas heterotróficos do género Nephoronvyces que os infectam e bactérias Gram-negativas existentes no interior desses protistas, corroboram as ideias defendidas por Douglas e Smith, por revelarem também o carác­ter dinâmico das relações simbióticas em função das condições ambien­tais.

A aceitação da teoria endossimbiótica sequencial, proposta por Lynn Margulis, implicava a ocorrência de transferência horizontal de genes de mitocôndrias e cloroplastos para o genoma nuclear, uma vez que estes organitos não conseguem codificar todas a suas próprias proteínas.
Nas décadas de 70 e 80 do século XX, dois grupos de investigadores liderados por Carl Woese e por Ford Doolittle e Michael Gray reali­zaram estudos de análise sequencial de RNA ribossómico, compro­vando a origem simbiótica de mitocôndrias e cloroplastos, ao demons­trarem que o genoma nuclear e os genomas dos organitos em causa derivavam de linhagens genómicas filogeneticamente distintas antes da formação da célula eucariótica.10 A origem simbiótica de mitocôndrias e cloroplastos, assim como o seu comportamento semelhante a endossimbiontes semi-autónomos, multiplicando-se e sendo transmitidos por um processo não mendeliano, abriu portas a novas linhas investigativas, nomeadamente no que se refere a "herança de bactérias adquiridas" e "especiação".

Exemplos


O gastrópode marinho Elysia chlorotica, é dependente de cloroplastos que adquire por intermédio da alga Vauchería litorea, que lhe serve de alimento. Embora os ovos e larvas deste gastrópode não possuam clo­roplastos, quando os juvenis iniciam a alimentação, retiram estes organitos celulares da alga, que continuam a realizar a fotossíntese no inte­rior das células do animal. Os cloroplastos dependem de proteínas codificadas normalmente pelo genoma nuclear da alga, mas a sua manutenção nas células do gastrópode resulta duma prévia transferên­cia horizontal de genes da alga para o hospedeiro, por intermédio de vírus que o gastrópode incorporou no seu genoma. Estes dados foram recentemente divulgados pela bióloga norte-americana Mary Rumpho e colaboradores, ao identificarem dois genes da alga no DNA do gastró­pode.

Os vírus, tal como as bactérias, também desempenham um papel fundamental como fonte de alterações evolutivas, mas não só a nível da aquisição de um simbionte, como é o caso de cloroplastos em animais. Devem ser analisados, segundo uma perspectiva evolutiva, como seres vivos, pois estabelecem relações simbiogénicas com os seus hospedei­ros. Além de penetrarem no genoma das células somáticas, por vezes também infectam as células sexuais, possibilitando a transmissão do genoma virais na linha germinativa, o que constitui um potencial evolu­tivo considerável.
“Quando éramos vírus”


A descoberta de que 8% do genoma humano consiste em retrovírus endógenos humanos (HERVs), e se for extensível aos seus frag­mentos, o legado retroviral abrange praticamente metade do nosso DNA, os quais foram integrados por transferência horizontal de genes de vírus para mamíferos, demonstra como os vírus são parceiros simbióticos que estão relacionados com a evolução humana e a sua fisiologia. Neste âmbito, análises filogenéticas e de sequências de DNA permitiram con­cluir que os HERVs induziram enorme quantidade de delecções, dupli­cações e remodelações cromossómicas na evolução do genoma humano, tendo desempenhado um papel preponderante na evolução e divergên­cia dos hominídeos.
Conclusões
(Excertos retirados de um artigo de Francisco Carrapiço e Olga Rita, no livro Evolução – Conceitos e debates, volume 2 da Esfera do Caos).
Vivemos num mundo simbiótico e uma das principais características dos sistemas biológicos é estabelecer associações e conexões com outros organismos.
Manifestamente, a vida estabeleceu-se e desenvolveu-se para não permanecer e existir isolada.
O neodarwinismo, ao ignorar o papel dos microorganismos na evolu­ção, criou a ideia errada de que a evolução biológica teria ocorrido sem a participação destes.
Remeteu o seu âmbito de acção para as plantas e os animais, deixando de fora 80% do tempo evolutivo do nosso planeta.
Todos os organismos eucariontes são constituídos por complexos conjuntos de microcosmos naturais, em que a presença de simbiontes é uma realidade essencial para a compreensão da sua natureza e funcio­namento, e cujo papel foi pouco valorizado pela Biologia do século XX.
O século XXI não vai ser apenas o século da Biologia e da Biotecnologia, mas duma outra forma de olhar, ensinar e praticar estas ciências, pre­valecendo a visão holística das mesmas e libertando-nos das barreiras do reducionismo mecanicista dos dois séculos anteriores.
Assim, a abordagem simbiogénica das ciências da vida será por excelência um ponto de viragem na forma como o Homem lida com a Natureza e com os organismos que a povoam, e que constituem um todo interligado e uma rede global.
Pensamos que os mecanismos gerais que regulam o processo evo­lutivo devem ser universais, ultrapassando provavelmente a dimensão terrestre e ocorrendo em outros pontos do universo, podendo os orga­nismos resultantes deste processo adquirir características próprias ine­rentes aos ecossistemas em que se estabelecem e desenvolvem.
Por fim, e embora a evolução seja habitualmente ensinada como o resultado de mutações e recombinações genéticas associadas com a selecção natural, quase todas as formas de vida apresentam associações simbióticas com microorganismos, sendo por isso natural que a simbiogênese desempenhe um papel muito importante na evolução biológica, o que tem sido negligenciado pela abordagem neodarwinista da evolu­ção.Neste âmbito, a escola tem, por isso, a obrigação de integrar no seu currículo esta nova valência no âmbito da biodiversidade e da evolução biológica, a fim de se manter actualizada e em sintonia com os dados mais recentes da Biologia, permitindo aos professores preencherem o vazio que existe entre o que a investigação científica indica e o que presentemente é ensinado na sala de aula.Esperamos, assim, que este trabalho possa motivar as comunidades científica e educativa para este novo desafio da ciência, tentando preen­cher o actual fosso existente na área, dando-lhe consistência histórica e científica face ao nosso conhecimento no princípio do século XXI.
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