Os insectos foram os primeiros domesticadores

A flor da rosa, antes ainda dos olhares e narizes humanos embarcarem no labor da escultura genética, deviam a sua existência a milhares de anos de acti­vidade escultórica dos olhos e narizes (ou melhor, das antenas, o órgão do olfacto) dos insectos. E o mesmo se pode dizer de todas as flores que embelezam os nossos jardins.

O girassol, Helianthus annuus, é uma planta norte-americana cuja forma silvestre se assemelha a um áster ou margarida grande. Os giras­sóis que se cultivam hoje foram domesticados ao ponto de terem flores do tamanho de um prato de sopa.

Os girassóis gigantes, cultivados ori­ginariamente na Rússia, têm entre 3,5 e 5 metros de altura, o diâmetro da cabeça tem perto de 30 centímetros, dez vezes superior ao tamanho do disco de um girassol bravio, havendo em geral uma cabeça por planta, em vez das flores numerosas, mas menores, da planta bravia. Note-se que os Russos começaram a cultivar esta flor americana por motivos religiosos. Durante a Quaresma e o Advento, a utilização de azeite na cozinha era proibida pela Igreja Ortodoxa. Ora, con­siderou-se que o óleo das sementes de girassol estava isento desta proi­bição. Este factor económico impulsionou a recente criação selectiva do girassol.

Muito antes da era moderna, contudo, os americanos nativos cultivaram estas flores nutritivas e espectaculares de onde extraíam ali­mento e corantes e que usavam na decoração, e alcançaram resultados intermédios entre o girassol bravio e os extremos extravagantes dos cul­tivares modernos. Mas, antes de tudo isto, os girassóis, tal como todas as flores de cores vivas, deviam a sua existência à criação selectiva pelos insectos.

O mesmo se pode dizer da maioria das flores que conhecemos - pro­vavelmente de todas as flores que apresentem outras cores além do verde e cujo perfume seja mais forte do que um vago cheiro a planta. Nem todo o trabalho se deveu aos insectos - em alguns casos, os polinizadores que realizaram a criação selectiva inicial eram colibris, morcegos e até sapos -, mas o princípio foi o mesmo. As flores de jardim foram aperfei­çoadas pelos seres humanos, mas as silvestres, que começámos por refe­rir, só chamaram a nossa atenção porque os insectos e outros agentes selectivos actuaram antes de nós.

As gerações passadas de flores foram escolhidas pelas gerações passadas de insectos, colibris e outros polinizadores naturais. É um exemplo perfeitamente aceitável de criação selec­tiva, com a diferença irrelevante de os criadores serem insectos e colibris em vez de humanos.

Por um lado, os humanos resolveram conscientemente criar a rosa púrpura mais escura que conseguissem, e fizeram-no para satisfa­zer um capricho estético, ou porque pensaram que haveria pessoas dis­postas a pagar bom dinheiro por ela. Os insectos não agem por razões estéticas por razões sexuais.

Fonte : Adapatação a partir de "O Espectáculo da Vida - Richard Dawkins. Casa das Letras"

Micróbios marcianos sobrevivem nas profundezas da Antárctida

A vida, com a sua prodigiosa habilidade adaptativa e o seu incrível poder de so­brevivência, voltou a dar-nos uma lição. Neste caso, os seus agentes são um conjunto de bacté­rias capazes de proliferar na água gelada, sem luz nem oxigénio, e ali­mentando-se de ferro e enxofre, ou seja, em condições considera­das demasiado hostis para qualquer forma devida.

Tudo se passa na parte frontal do glaciar Taylor nos Vales Secos de

McMurdo, um pe­queno sector da Antárctida que tem a particularidade de estar des­provido de gelo. Trata-se um "dos desertos mais extremos do Mundo. No local, há uma catarata de gelo que adquire um tom vermelho in­tenso, parecido à cor do sangue, cada vez que emana água salgada.

Para além de ser uma das mais sugestivas maravilhas naturais, a região é uma das mais estranhas do Mundo, e alguns cientistas crêem mesmo que no lago que origina a cascata podem existir microrga­nismos extraterrestres adaptados à vida num lugar inóspito e carentes de oxigénio há 1,5 milhões de anos, como indica um estudo publicado na revista Science.

Estas Cascatas de Sangue (Blood Falls, em inglês) é o nome dado a uma escorrência de água salgada colorida por óxido de ferro, que ocorre na extremidade do glaciar Taylor e que dispersa sobre a superfície do lago Bonney, nos Vales Secos da Antárctica. Óxidos de ferro hidratados depositam-se sobre o gelo, após a oxidação dos iões ferrosos presentes na água salgada. Os iões ferrosos estão dissolvidos em água salgada de uma antiga "bolsa" do Oceano Antárctico, formada quando um fiorde foi bloqueado por um glaciar há cerca de 2,5 milhões de anos. Como resultado, desenvolveu-se um raro ecossistema subglacial de bactérias autotróficas que metabolizam os iões férrico e sulfato.

Fonte : Jornal Expresso 2 de Outubro 2010

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2009/04/16-02.html

Da unicelularidade à multicelularidade

Como e por que razão terão surgido os seres multicelulares?

As relações simbióticas  e o consequente apareci­mento de células eucarióticas terão tornado mais fácil a sobrevivên­cia dos organismos nessa fase da história da Terra. Por outro lado, as condições ambientais também se terão tornado diferentes e mais propícias à existência de vida.

Assim sendo, ter-se-ão reunido condições para o desenvolvi­mento das células eucarióticas então formadas, e um aumento de dimensões terá sido uma consequência inevitável. No entanto, quando o tamanho da célula aumenta, a relação da sua área super­ficial com o seu volume diminui, porque a superfície não aumenta ao mesmo ritmo que o volume, não existindo compensação.

O bom funcionamento da célula depende do seu metabolismo, e este conjunto de fenómenos está inteiramente dependente das trocas com o meio extracelular (entrada de substâncias necessárias, por exemplo, nutrientes e oxigénio, e eliminação de substâncias de excreção, como o dióxido de carbono). Assim, a relação entre a área superficial da célula e o seu volume não pode diminuir sem pôr em risco o seu equilíbrio.

Esta deve ter sido a razão pela qual, em determinada altura, as células eucarióticas começaram a sofrer divisão. Numa fase inicial, ter-se-ão formado colónias — grupos de células que, após divisão celular, permanecem juntas.

A divisão celular está relacionada com a necessidade de equilíbrio na razão área/volume.

Mas a verdadeira multicelularidade não se limita ao facto de existir um número de células agrupadas; é necessário que ocorra uma dependência funcional entre estas.

A existência, ainda hoje, de seres vivos cujas células eucarióti­cas mantêm uma relação colonial veio ajudar a perceber a origem dos seres multicelulares.

Em algumas destas colónias, embora ainda não exista diferen­ciação celular nem formação de tecidos, há uma distribuição de tarefas, o que implica a especialização de diversos grupos de células em diferentes funções e a coordenação destas actividades.

A colónia de Volvox é formada por um conjunto de células envolto por uma camada de cerca de mil outras células biflagela-das.
A reprodução assexuada, ou mesmo sexuada, está reservada a alguns grupos de células.

Provavelmente, estes seres coloniais deram origem aos verda­deiros seres multicelulares, por especialização crescente das suas células. Estes primeiros seres multicelulares terão surgido há cerca de mil milhões de anos, de acordo com os registos fósseis.

Nem todos os seres multicelulares apresentam diferenciação celular; muitos deles apresentam conjuntos de células especializa­das que se organizam em tecidos e estes em órgãos cuja associação em sistemas dá origem ao organismo.

Com a multicelularidade, os seres vivos conseguiram resolver o problema que anteriormente foi equacionado, nomeadamente:

ü  o aumento de dimensões com a conservação do equilíbrio da relação área/volume;

ü  a manutenção da área necessária e suficiente para as trocas com o meio;

ü  a diminuição da taxa metabólica (quantidade de energia neces­sária para manter o organismo) e o incremento da diversidade.

No entanto, desde o aparecimento dos seres multicelulares até à grande diversidade de seres vivos que existe actualmente decorreu um longo período de tempo durante o qual se desenrolaram inú­meros processos, que constituem os mecanismos da evolução.

A maioria dos seres multicelulares apresenta uma especialização tão elevada, que se pode falar em diferenciação celular.

Bg 21 evolução biológica (unicelularide e multicelularidade)

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Modelo Endossimbiótico

Segundo o Modelo Endossimbiótico, as membranas intracelulares terão derivado de invaginações da membrana plasmática e, gradualmente, compartimentado a célula hospedeira, originando o sistema endomembranar. O núcleo parece ter sido for­mado a partir de uma destas invaginações da membrana plasmática. Como o DNA circular das células procarióticas se encontra ligado à membrana plasmática, é provável que tenha ocorrido o encerra­mento do mesmo num saco intracelular, formando um núcleo pri­mordial.

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O Modelo Endossimbiótico continua a ter bastante aceitação, porque existem vários argumentos a seu favor:

ü  A simbiose continua a ser um processo muito comum no mundo vivo. Continua a verificar-se a existencia.de relações simbióticas entre bactérias (procariontes) e protozoários (euca­riontes), entre outras.

ü  As dimensões dos cloroplastos e das mitocôndrias são muito semelhantes às dos procariontes actuais.

ü  A síntese proteica das mitocôndrias e dos cloroplastos é ini­bida por substâncias inibidoras de procariontes (estreptomicina e cloranfenicol), mas não por inibidores de eucariontes (cicloeximida).

ü  O aminoácido iniciador da cadeia polipeptídica de uma mitocôndria ou de um cloroplasto é a formilmetionina, como nas bactérias, e não a metionina, como nos eucariontes (e nas arqueobactérias).

ü  As mitocôndrias e os cloroplastos têm divisão autónoma.

ü  O DNA das mitocôndrias e dos cloroplastos é semelhante, em estrutura, ao material genético bacteriano, pois não está associado a histonas.

ü  Os cloroplastos possuem ribossomas com tamanho e caracte­rísticas muito semelhantes às dos ribossomas dos procariontes.

Bg 20 evolução biológica (endossimbiose)

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Nas pontas dos atacadores

O que mantém a estabilidade do material genético de geração em geração? Por cerca de 60 anos, a ciência procurou a resposta para essa pergunta aparentemente simples mas com importantes consequências.

Ela foi encontrada na extremidade dos cromossomas, num segmento na ponta do DNA que pode ser comparado à capa plástica protectora dos atacadores de sapatos.  Esse segmento, que ganhou o nome de telómero, tornou-se desde sua descoberta o foco de atenção da pesquisa biológica.

Entre as estruturas que o DNA não-codificador forma nos cromossoma estão os centrómeros e os telómeros. Os centrómeros permitem a separação exacta dos cromossomas duplicados durante a divisão celular que gera as células-filhas. Já os telómeros (do grego telos = fim e meros = parte), localizados nas ‘pontas’ dos cromossomas, funcionam como capas protectoras dessas extremidades, tendo papel muito importante na manutenção da integridade do genoma.

Eles impedem, por exemplo, a fusão de terminais de diferentes cromossomas e a degradação destes por enzimas que, na falta dos terminais, reconheceriam o material cromossómico como DNA danificado. Nos nossos sapatos, quando os pedaços de fita adesiva que selam as pontas dos atacadores desprendem, estes começam a desfiar, desmanchando-se. Numa célula, ocorre o mesmo com os cromossomas que têm seus telómeros danificados: eles tendem a ser destruídos e, nesse processo,a célula morre.

Relação entre o tamanho dos telómeros e a capacidade de proliferação celular: células germinativas (não diferenciadas – linha amarela) têm telómeros longos e multiplicam-se indeterminadamente, enquanto células somáticas (já diferenciadas – linha laranja) dividem-se por 50-60 gerações e perdem seus telómeros gradualmente (o ‘limite  de Hayflick’ é o momento em que a maioria das células somáticas mostra sinais de envelhecimento). Células ‘em crise’ que já acumularam diferentes mutações morrem ou reactivam a telomerase, tornando-se ‘imortais’.

O encurtamento acelerado dos telómeros (linha roxa) ocorre em muitas síndromes relacionadas ao envelhecimento prematuro. Indivíduos portadores dessas síndromes apresentam precocemente patologias associadas apenas a idosos.

Fonte: Ciência Hoje - Vol 39. nr. 229

Saber mais : http://www.cienciahoje.pt/index.php?oid=44947&op=all 

(Os Cromossomas não atam atacadores)

Questão :

Explique em que medida a descoberta da inactivação da enzima telomerase poderia constituir uma terapia efectiva de neoplasias malignas.