Como surgiram os eucariontes? Os modelos que explicam o "salto" da unicelularidade para a pluricelularidade

Hoje-em-dia, a maioria dos biólogos considera que os seres vivos podem ser divididos em dois grandes grupos, de acordo com a sua organização celular: os procariontes e os eucariontes.

Ao longo de milhões de anos na Terra, os seres procariontes habitaram ambientes aquáticos e diversificaram-se, incluindo ao nível do metabolismo... Tais adaptações deram origem, nalguns seres unicelulares, à capacidade de libertar oxigénio (relação com fotossíntese!).

O oxigénio (O2) depositou-se na atmosfera matando por envenenamento muitos seres vivos (unicelulares). Porém, aqueles que viviam em ambiente anaeróbio (sem a presença de O2) conseguiram sobreviver. Alguns destes organismos conseguiam resistir ao oxigénio e, à semelhança das actuas mitocôndrias, conseguiam aproveitar e utilizar o O2 para oxidarem (respiração) alguns compostos orgânicos, obtendo, assim, energia.

No entanto, apesar destas características, aqueles organismos - altamente simples - estavam limitados em termos metabólicos. Assim, tiveram a necessidade de evoluírem no sentido de uma maior complexidade e terão sido eles os que estiveram na origem dos seres eucariontes.

Como se explica então a origem dos eucariotas e da multicelularidade?

Existem duas teorias ou hipóteses: o modelo autogénico e o modelo endossimbiótico.

O modelo autogénico explica que...

A célula eucariótica terá surgido por especialização de membranas internas, derivadas de invaginações da membrana plasmática, de seres procariontes (unicelulares).

Sabe-se que a associação de células, tanto em procariontes como em eucariontes, traz vantagens e é, aliás, comum. Isto acontece, por exemplo, ao nível das bactérias, nas quais não existe ligação citoplasmática; elas beneficiam, porém, da quantidade de seres agregados... ou seja, quanto mais agregados maiores serão as vantagens da colónia.

Assim, pode afirmar-se que para o surgimento da multicelularidade foi obrigatória a presença da célula eucariótica.

A teoria autogénica foi aceite até há pouco tempo pela Comunidade Científica.

O modelo endossimbiótico defende que...

A célula eucariótica terá surgido devido à simbiose entre duas entidades procariontes.

Células procarióticas envolveriam outras células, que permaneceriam intactas no interior daquelas (hospedeiros), resistindo à digestão. As células que eram completamente envolvidas pelos hospedeiros teriam dado origem aos organitos das actuais células eucarióticas.

Esta teoria de Lynn Margulis, a actualmente mais aceite, defende que a célula eucariótica terá surgido em 3 fases sequenciais:

1. Um proto-eucarionte ter-se-á tornado hospedeito de bactérias aeróbias, surgindo, assim, as mitocôndrias;
2. Outro proto-eucarionte tornou-se hospedeiro de bactérias espiroquetas, obtendo cílios, flagelos e, mais tardiamente, outras estruturas microtubulares (e.g. centríolos e citosqueleto);
3. Outro proto-eucarionte terá hospedado cianobactérias, obtendo, assim, plastos.

Imagem Porto Editora 

Fonte

Questão de exame (EN 2008, 1.ª Fase, V1)

Crepis sancta é uma planta herbácea espontânea que cresce frequentemente nos canteiros dos passeios, ambiente urbano com populações fragmentadas, muito distinto do ambiente campestre com populações não fragmentadas, de onde esta espécie é originária.

Foi observado que, uma vez instaladas, as populações urbanas de Crepis sancta passam a reproduzir-se essencialmente por autofecundação, dado que existem poucos insectos no ambiente urbano.

Esta espécie produz dois tipos de sementes: umas pequenas e plumosas, que se desseminam pelo vento, e outras maiores e pesadas, que caem junto da planta-mãe.

Durante o processo de dispersão, todas as plantas perdem estruturas de propagação, que se disseminam para locais onde não originam descendentes (custo de dispersão).

No sentido de compreender melhor o modo como as populações de C. sancta se adaptam aos ambientes alterados pela urbanização crescente, foram efectuados estudos sobre os seus processos de reprodução (estudo I) e de dispersão (estudo II).

Estudo I:

Foram cultivados em estufa, separadamente e em condições semelhantes, grupos de plantas urbanas e de plantas campestres.

Verificou-se que, nestas condições, nenhum dos grupos recorreu à autofecundação.

Concluiu-se, assim, não ter havido nenhuma evolução no processo reprodutivo ao nível da fecundação porque a predominância de autofecundação não foi conservada de uma geração para outra.

Estudo II:

Foi demonstrado que, nos canteiros urbanos, as sementes leves têm menos 55% de possibilidades de germinarem, uma vez que caem sobre um substrato (alcatrão, cimento) que não lhes permite a germinação.

Foram cultivados em estufa, separadamente e em condições semelhantes, grupos de plantas com origem nos dois tipos de populações (urbanas e campestres) que, no período de floração, foram polinizadas por um insecto, Bombus terrestris.

Verificou-se que as plantas dos canteiros urbanos produziram um número de sementes pesadas significativamente maior.

Estimou-se, usando um método adequado, que as alterações verificadas nas populações urbanas se instalaram num prazo curto, de 5 a 12 gerações de selecção.

Concluiu-se que, nas populações urbanas, o elevado custo de dispersão provovou uma adaptação no sentido da produção de um maior número de sementes pesadas, diminuindo a sua dispersão.

A tendência evolutiva para o aumento de produção de sementes pesadas tem permitido a sobrevivência das populações urbanas de Crepis sancta, mas pode conduzir ao desaparecimento destas populações.

Explique esta aparente contradição.

Exame Nacional de 2008 - 1.ª Fase, Versão 1, Questão 4 (Grupo IV) | Resolução completa

Questão de exame (EN 2008, 1.ª Fase, V1)

O Mosteiro da Batalha é um monumento calcário que tem sofrido uma deterioração acelerada, sobretudo após a construção do troço da estrada IC2, que liga Lisboa ao Porto e que passa perto dele.

Relacione a deterioração acelerada que o Mosteiro da Batalha tem sofrido com a sua localização.

Exame Nacional de 2008 - 1.ª Fase, Versão 1, Questão 4 (Grupo III) | Resolução completa

Questão de exame (EN 2008, 1.ª Fase, V1)

As reservas subterrâneas de água formam-se, na crosta terrestre, em contextos geológicos de características bem definidas.

O diagrama da figura seguinte representa um possível enquadramento geológico dessas reservas, numa região árida.

Relacione as características geológicas da região com a formação e a manutenção dos aquíferos representados no diagrama da figura.

Exame Nacional de 2008 - 1.ª Fase, Versão 1, Questão 6.5 (Grupo I) | Resol. completa

Questão de exame (EN 2008, 1.ª Fase, V1)

A reprodução sexuada caracteriza-se pela ocorrência de fecundação e meiose.

Relacione a ocorrência desses dois processos no ciclo reprodutivo de qualquer espécie com a manutenção do número de cromossomas que caracteriza essa espécie.

Exame Nacional de 2008 - 1.ª Fase, Versão 1, Questão 7 (Grupo II) | Resolução completa