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Reprodução assexuada
Na reprodução assexuada, o processo de divisão celular é a mitose, o que favorece a produção de indivíduos geneticamente idênticos ao progenitor e entre si, garantindo a estabilidade genética das espécies. Este tipo de reprodução é um processo natural de clonagem, originando-se cópias do organismo original (clones).
O ser humano pode obter rapidamente muitos exemplares de plantas com características selecionadas que se reproduzem assexuadamente, o que traz vantagens económicas e sociais, permitindo reduzir o problema da fome de muitas populações.
Reproduzindo-se assexuadamente, os seres vivos não têm necessidade de encontrar parceiro, não havendo gasto de energia na produção de gâmetas nem na fecundação. As bactérias, por exemplo, em condições favoráveis, conseguem reproduzir-se em muito pouco tempo.
Em cerca de vinte e quatro horas, obtêm-se populações com milhões destes seres unicelulares procariontes do Reino Monera. Trata-se de uma forma de reprodução que permite uma colonização rápida de um habitat, sem especialização de estruturas reprodutoras. Contudo, a homogeneidade da população configura-se uma desvantagem porquanto se houver qualquer modificação das condições ambientais, que ao deixarem de ser propícias a esses indivíduos, poderá ocorrer a eliminação/desaparecimento dessas populações.
Existem várias estratégias/processos de reprodução assexuada:
-Bipartição;
-Gemulação;
-divisão múltipla;
-Esporulação;
-Fragmentação;
-multiplicação vegetativa e
-partenogénese.
A possibilidade de um rápido crescimento populacional e em grandes quantidades são potencialidades que são aproveitadas para a agricultura. As batateiras, por exemplo, obtêm-se por propagação (multiplicação vegetativa natural) a partir de fragmentos dos respetivos caules subterrâneos (batata).
Muitas das árvores de fruto e ornamentais são produzidas por reprodução assexuada a partir de caules ou folhas de uma planta com boas características e que interessam para o ser humano. A enxertia (união dos tecidos de duas plantas), a estacaria (enterramento do ramo de uma planta, sem folhas, com um corte na diagonal, de modo a criar raízes) e a mergulhia (enraizamento de uma parte da planta que se pretende propagar) são exemplos de técnicas de multiplicação vegetativa artificial baseadas na reprodução assexuada.
Em laboratório, as plantas também podem ser multiplicadas, recorrendo a técnicas de cultura in vitro de células. A partir de fragmentos do único progenitor, consegue isolar-se células e promover o seu desenvolvimento em novos indivíduos. Desta forma, obtém-se um número ilimitado de indivíduos geneticamente iguais, entre si e em relação à planta progenitora, num curto intervalo de tempo. A Engenharia Genética consegue também introduzir, nas células que vão ser clonadas, genes com interesse, do ponto de visa económico, para o ser humano.
A reprodução assexuada não garante a variabilidade genética, pelo que se pode tornar perigosa para a sobrevivência da própria espécie.
Fluídos circulantes: sangue e linfa
Há, nos vertebrados, dois fluidos circulantes, extracelulares, que asseguram a dinâmica de trocas de substâncias com as células: o sangue e a linfa. Constituem meios de transporte, distribuição e remoção de substâncias que, deste modo, garantem o metabolismo celular.
O sangue é formado por uma fração líquida, o plasma, e por uma fração celular, com os seguintes elementos figurados: glóbulos vermelhos (ou hemácias ou eritrócitos), glóbulos brancos (ou leucócitos) e plaquetas sanguíneas (ou trombócitos). É um fluido que circula no interior de vasos (sanguíneos) ou em cavidades corporais (hemolinfa) e é bombeado pelo coração.
Como principais funções do sangue salientam-se as seguintes:
-transporte de oxigénio e dióxido de carbono,
-nutrientes, hormonas e metabolitos de excreção;
-defesa do organismo (proteção contra corpos estranhos, através da ação dos leucócitos, durante o fenómeno de fagocitose);
-coagulação (graças às plaquetas);
-regulação da temperatura corporal (pois distribui o calor por todo o organismo).
A parede muito fina dos capilares sanguíneos possibilita a troca de substâncias entre o sangue e o fluido intersticial. Os leucócitos têm a capacidade de atravessar os capilares, por entre as células das suas paredes (diapedese) pelo que uma parte do sangue (plasma e leucócitos) abandona os vasos sanguíneos e passa a constituir a linfa intersticial (fluido incolor e transparente) que banha as células, fornecendo-lhes oxigénio e nutrientes.
Este líquido difere do plasma sanguíneo principalmente por não conter proteínas que, por serem macromoléculas, não conseguem atravessar a parede dos capilares. Todos os produtos de excreção das células são lançados para a linfa intersticial. Grande parte desta linfa é, posteriormente, drenada para os capilares linfáticos que existem nos diferentes órgãos entre os vasos sanguíneos e que constituem o sistema linfático.
Os capilares linfáticos aglomeram-se e formam as veias linfáticas. O fluido que, agora, circula no interior dos vasos linfáticos denomina-se linfa circulante, é constituída por plasma e glóbulos brancos e teve origem na linfa intersticial. Será lançada na corrente sanguínea em veias que abrem na veia cava superior.
O sistema linfático desempenha funções cruciais no nosso organismo, nomeadamente:
-recolha da linfa intersticial, fazendo-a regressar ao sangue;
-defesa do organismo (mecanismos imunitários);
-absorção de gorduras no intestino.
Os fluidos extracelulares (sangue, linfa intersticial e linfa circulante) integram o meio interno dos Vertebrados e asseguram inúmeras funções vitais.
Estruturas respiratórias
Todos os seres vivos necessitam de energia para levar a cabo as várias funções vitais. Um processo de obtenção de energia, comum à maioria dos organismos, é a respiração aeróbia (que exige a presença de oxigénio). É, pois, necessário que os seres possuam estruturas adequadas, não só para abastecerem as células de oxigénio, como também para libertar o dióxido de carbono resultante do metabolismo celular.
Nos animais de reduzidas dimensões, a razão área/volume é elevada, pelo que a superfície corporal é suficiente para, através, dela, ocorrer a troca de gases. Contudo, com o aumento de tamanho, diminui essa razão e é necessária a existência de estruturas respiratórias especializadas. As superfícies respiratórias são, pois, estruturas através das quais se realizam as trocas gasosas nos seres vivos.
A comunicação entre a superfície respiratória e as células, na concretização das trocas gasosas, pode efetuar-se por duas vias:
-difusão direta, quando a própria superfície respiratória está em contacto com as células,
-difusão indireta, quando há um fluido especializado no transporte dos gases respiratórios de e para as células.
A difusão dos gases através das superfícies respiratórias é influenciada por vários fatores, pelo que as superfícies respiratórias devem ter características que facilitem a difusão. Salientam-se as seguintes características comuns:
-humidade permanente (que facilita a difusão dos gases);
-pequena espessura (são estruturas finas, geralmente, com uma única camada de células);
-intensa irrigação sanguínea (estruturas muito vascularizadas por capilares, nos animais com difusão indireta);
-grande área de superfície de contacto entre os meios interno e externo.
Podem considerar-se os seguintes tipos de superfícies respiratórias nos animais:
-tegumento,
-traqueias,
-brânquias e pulmões.
Nos animais mais simples, como já referido, as trocas gasosas ocorrem diretamente entre o meio e as células, através da superfície corporal – hidra, esponja, medusa, planária, lombriga. Em animais como a minhoca e os anfíbios, o tegumento funciona como superfície respiratória, havendo trocas gasosas com intermédio do sangue (por hematose cutânea) – difusão indireta.
Nos insetos, os gases difundem diretamente entre a superfície respiratória e as células e o sistema circulatório, que é aberto, não intervém. O ar entra através dos espiráculos e circula no interior das traqueias e traquíolas até às células, onde se efetuam as trocas gasosas.
Nos animais aquáticos, as superfícies respiratórias são as brânquias, ocorrendo, por isso, hematose branquial. Nos vertebrados terrestres, é nos pulmões que se realizam as trocas gasosas entre o ar dos alvéolos e o sangue e entre este e as células – difusão indireta.
Fermentação e respiração aeróbia
O conjunto de fenómenos bioquímicos celulares é designado por metabolismo. As séries sequenciais de reações que ocorrem no metabolismo são as vias metabólicas.
Integradas nestas, as vias catabólicas (fermentação e respiração aeróbia) são as que estão implicadas na síntese de ATP através da degradação de substratos oxidáveis, nomeadamente a glicose, constituindo um processo exoenergético, em que os produtos das reações contêm menos energia potencial do que os reagentes, havendo, portanto, uma transferência de energia para fora da reação igual à diferença de energia potencial entre os reagentes e os produtos.
Os dois processos catabólicos permitem a formação de moléculas de ATP, sendo a fermentação uma via mais rápida do que a respiração aeróbia.
A fermentação é uma via catabólica em que o substrato orgânico inicial (glicose) é degradado, de forma incompleta, em metabolitos que possuem ainda energia química potencial acumulada. Este processo tem, pois, um fraco rendimento energético. A fermentação, que ocorre na ausência de oxigénio, realiza-se em bactérias, alguns fungos e em algumas células do ser humano (células musculares, quando a quantidade de oxigénio disponível para as células não é suficiente).
Este processo inclui uma primeira etapa denominada glicólise seguida da redução do ácido pirúvico (no caso da fermentação lática, produzindo-se ácido lático, C3H6O3) e da descarboxilação do ácido pirúvico e da redução do aldeído acético (na fermentação alcoólica, produzindo-se álcool etílico, C2H5OH, e dióxido de carbono). No final de qualquer um dos processos, são obtidos compostos orgânicos, ainda ricos em energia química potencial, e o rendimento é de duas moléculas de ATP, por cada molécula de glicose degradada.
A equação geral da fermentação alcoólica é a seguinte:
-C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 ATP
e a da fermentação lática:
-C6H12O6 + 2 ADP + 2 Pi → 2 C3H6O3 + 2 ATP.
A via catabólica de elevado rendimento energético é a respiração aeróbia. Na presença de oxigénio, a primeira etapa da respiração aeróbia também é a glicólise, com produção de ácido pirúvico no hialoplasma. Contudo, neste processo, esta molécula vai entrar num organito especializado, a mitocôndria, no interior do qual prosseguem todas as outras etapas sequenciais:
-formação de acetil coenzima A,
-ciclo de Krebs
-e cadeia respiratória, ao longo da qual, ocorre a oxidação de NADH, cujos eletrões vão reduzir o O2, produzindo-se H2O.
No final, o rendimento energético é, por molécula de glicose degradada, de 38 moléculas de ATP. A equação geral é a seguinte:
-C6H12O6 + 38 ADP + 38 Pi + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP.
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