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Unicelularidade e multicelularidade (Resumo de Biologia)

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Resumo do trabalho

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Unicelularidade e multicelularidade

1. Procariontes e eucariontes

   Atendendo ao registo fóssil, a vida terá surgido na Terra há cerca de 3800 M.a., nos oceanos primitivos.

   Os primeiros seres vivos teriam uma estrutura comparável à dos organismos atuais mais simples, seres unicelulares e de organização procariótica - procariontes.

   O registo fóssil documenta o aparecimento, há cerca de 1800 M.a., de formas celulares maiores e mais complexas, os seres unicelulares de organização eucariótica - eucariontes.

• Os seres procariontes habitaram ambientes aquáticos e foram-se diversificando, sobretudo no que se refere ao seu metabolismo. Alguns desses seres unicelulares desenvolveram um processo metabólico que conduzia à libertação de oxigénio - a fotossíntese, Desta forma, o oxigénio começou a acumular-se na atmosfera, o que teve um impacto brutal na vida dos únicos habitantes da Terra - procariontes. Muitos grupos de procariontes extinguiram-se, envenenados pelo oxigénio. Contudo, alguns conseguiram sobreviver em ambientes que permaneciam anaeróbios (sem );
• Houve um grupo que, à semelhança das atuais mitocôndrias, era capaz de aproveitar este gás para oxidar os compostos orgânicos, obtendo assim uma grande quantidade de energia.

   Apesar destas capacidades - fotossíntese e respiração -, a simplicidade dos organismos procariontes limitava os processos metabólicos que podiam ser realizados simultaneamente. Alguns grupos de procariontes evoluíram e aumentaram a sua complexidade, tendo, muito provavelmente, estado na origem dos organismos eucariontes.

2. Origem das células eucarióticas

   Segundo o modelo autogenético, algumas células procarióticas ter-se-iam tornado progressivamente mais complexas.

   Prolongamentos da membrana citoplasmática deslocaram-se para o interior do citoplasma, originando compartimentos, separados do resto do citoplasma, que viriam a constituir os organelos celulares. Como resultado dessa compartimentação ocorreu uma divisão interna das funções celulares.

   Os defensores deste modelo sugerem que o primeiro compartimento a surgir dentro da célula foi o invólucro nuclear. Como resultado do aumento do número de organelos celulares, estas células sofrem um aumento de tamanho muito acentuado.

   O modelo endossimbiótico, atualmente o mais aceite, admite que células procarióticas primitivas teriam estabelecido entre si múltiplas associações, num processo que conduziu ao aumento de complexidade estrutural e funcional das células. Por processos idênticos aos da fagocitose, algumas células procarióticas teriam englobado outras células procarióticas de menores dimensões com as quais passaram a estabelecer relações de simbiose.

   É através deste modelo que explicamos a origem dos cloroplastos e das mitocôndrias. Estes organelos teriam resultado de associações simbióticas entre uma célula procariótica e procariontes fotossintéticos idênticos às cianobactérias atuais ou entre uma célula procariótica e procariontes aeróbios (com respiração aeróbia).

   Alguns procariontes fotossintéticos fagocitados não teriam sofrido digestão e teriam começado a fornecer à célula matéria orgânica resultante da sua atividade fotossintética e a receber em troca proteção água e dióxido de carbono necessários à fotossíntese. Gradualmente, foi-se estabelecendo uma relação de simbiose intracelular – endossimbiose -, com proveito mútuo, que tornou essas duas células numa estrutura indissociável, na qual a célula englobada teria evoluído para cloroplasto.

   Por um processo similar, a fagocitose de procariontes aeróbios, eficazes na utilização do oxigénio nos processos de produção de energia, teria levado ao aparecimento das mitocôndrias.

   Os dados mais recentes apontam no sentido de:

• As mitocôndrias, presentes nas células eucarióticas, terem derivado de uma espécie de bactérias muito semelhante às atuais a-proteobactérias, que são capazes de realizar fosforilação oxidativa, obtendo assim ATP;
• Os cloroplastos terem derivado de uma relação endossimbiótica entre uma célula eucariótica primitiva e cianobactérias (dados resultantes da sequenciação de DNA).

   De entre as várias evidências que parecem confirmar este modelo salientam-se:

• As mitocôndrias e os cloroplastos:
  • Têm dimensões semelhantes às das bactérias;
  • Possuem o seu próprio DNA (uma molécula circular semelhante ao DNA procariótica);
  • Dividem-se por bipartição, de forma independente do resto da célula eucariótica;
  • Possuem ribossomas idênticos aos que existem nos seres procarióticos atuais;
  • Produzem as suas próprias membranas internas;
  • Na membrana interna destes organelos, existem enzimas e sistemas de transporte que se assemelham aos que estão presentes nos atuais procariontes. Assim, admite-se que as membranas internas derivem das membranas dos procariontes endossimbióticos;
• Atualmente, continuam a verificar-se alguns casos de simbiose obrigatória entre alguns eucariontes e bactérias, constituindo verdadeiras relações endossimbióticas.

   Além destes argumentos, verifica-se, por um lado, que alguns dos genes necessários para o funcionamento das mitocôndrias e dos cloroplastos estão presentes no núcleo da célula eucariótica, o que poderia ser um argumento a favor do modelo autogénico.

   Por outro lado, verificam-se trocas de sequências de DNA entre as mitocôndrias (e entre os cloroplastos) de uma célula.

   Além disso, algumas porções do DNA destes organelos semiautónomos são trocados com o núcleo das células onde se encontram. Assim, admite-se que, no decurso do processo de evolução conjunta, alguns genes das mitocôndrias terão sido transferidos para o núcleo célula hospedeira.

   Há muitos aspetos da organização eucariótica para os quais este modelo ainda não apresenta respostas consensuais, nomeadamente, a origem do núcleo e dos restantes organelos membranares. Alguns autores admitem, por isso, uma síntese dos dois modelos, sugerindo processos autogénicos para explicar a origem destes constituintes.

3. Origem da multicelularidade

   Após a formação dos seres eucariontes, a vida na Terra apresentava una grande diversidade.

   Organismos capazes de produzir compostos orgânicos, utilizando a energia luminosa, libertavam oxigénio para a atmosfera – cloroplastos.

   Outros desenvolviam a capacidade de aproveitar esse oxigénio para degradar compostos orgânicos e obterem, assim, energia necessária para as suas funções – mitocôndrias.

   Alguns organismos estabeleciam relações simbióticas de tal forma vantajosas que se tornariam permanentes.

   A partir de determinada dimensão o aumento de volume das células não é acompanhado por um aumento correspondente da superfície membranar (área), necessário para garantir as trocas metabólicas decorrentes dessa alteração de volume. Este facto limitou a evolução estrutural dos organismos unicelulares eucariontes.

   Na sequência do processo de reprodução, algumas células geradas não se libertariam das células progenitoras após a divisão formando simples agregados de seres unicelulares (ancestrais dos organismos multicelulares). Estes organismos seguiram vias evolutivas (competição entre si pelo alimento e pelo espaço) que haveriam de originar a organização em colónias e, posteriormente, a pluricelularidade ou multicelularidade.

   Inicialmente, todas as células da colónia desempenhavam a mesma função. Contudo, ao longo do tempo, algumas das células do agregado colonial ter-se-ão especializado em determinadas funções. A diferenciação celular, ter-se-á acentuado no decurso da evolução, originando verdadeiros seres multicelulares (admite-se que primeiros seres multicelulares tenham surgido na sequência de um aumento de complexidade e diferenciação celular nos seres coloniais).

NOTA:

   Apesar do aumento gradual de complexidade e interligação entre as células, os organismos coloniais não constituem seres pluricelulares uma vez que a diferenciação celular não existe ou é muito reduzida.

   O elevado grau de interligação entre as células e a diferenciação celular levaram ao aparecimento dos tecidos e dos órgãos que caracterizam a maioria dos seres multicelulares.

   A associação de seres unicelulares em estruturas maiores e mais complexas -as colónias - bem como o aparecimento  de seres pluricelulares vieram permitir o aumento do volume, mantendo elevada a superfície de contacto das células com o seu exterior. Desta forma, garantida a eficácia das trocas e a eficiência do seu metabolismo, o processo evolutivo pôde prosseguir no sentido do aumento de volume do organismo.

   O aparecimento da multicelularidade permitiu uma série de tendências evolutivas que acabaram por conferir vantagens aos respetivos organismos:

• Maiores dimensões, mantendo-se, contudo, uma relação área/volume das células ideal param a realização de trocas com o meio;
• Maior diversidade, proporcionando uma melhor adaptação a diferentes ambientes, devido a uma eficaz homeostasia resultante de interdependência dos vários sistemas de órgãos;
• Diminuição da taxa metabólica e a uma utilização mais eficaz da energia.

289 Visualizações 02/06/2019

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