B I o LO G I AVOLUME 3

SERES VIVOS EVOLUO ECOLOGIAeditora scipione

BIOLOGIAVOLUME 3

SERES VIVOS EVOLUO ECOLOGIA

editora scipione

editora scipioneDIRETORES

Luiz Esteves SallumMaurcio Fernandes DiasVicente Paz FernandezPatrcia Fernandes DiasJos Gallafassi Filho

Antonio Nicolau YoussefJoaquim Nascimento

COORDENACO EDITORIALMaria Antonia Lobo Jabur

REVISOchefia - Smia Rios

assistncia - Miriam de Carvalho Abesreviso - Irene Hikichi

Sandra Cristina Fernandez

ARTEchefia de arte - Antonio Tadeu Damianicoordenaco de arte - Joseval Souza

. Fernandesassistncia de arte - Francisco Ferrari

Filhocapa - Sylvio Ulha Cintra Filho

ilustraces - Triartfoto de capa ~ Listeria bacterium

Barry Dowsett/Stock Photosfotos - arquivo do Autor

PRODUCOJanos Carlos Rodriques

COMPOSICO E ARTE-FINALDiarte Editora'e Comercial de Livroscoordenao geral - Nelson S. Uratacoordenaco arte-final - Silvio Vivian

composio - Catarina Horibearte-final - Rogrio Sardella, Jorge L.Barriunuevo e Magali G. Navarro

.IMPRESSO E ACABAMENTO

Grfica Editora Hamburg Ltda.

Editora Scipione l.tda.MATRIZ

Praca Carlos Gomes, 46oi 501 So Paulo SP

DIVULGACORua Faqundes, 12101508 So Paulo SPTel. (011) 239-1700Telex (11) 26732Caixa Postal 65131

1992

ISBN 85-262-1794-1

APRESENTACO,

o planejamento dessa coleo foi feito com vistas a se distribuir as di-versas Unidades da disciplina em trs nveis de organizao biolgica bemdistintos, cada um deles sendo analisado, por inteiro e seqencialmente,numa das trs sries do 2~ Grau.a. O estudo da Biologia a nvel celularb. O estudo da Biologia a nvel de organismoc. O estudo da Biologia a nvel de relacionamento espcie-meio ambiente

Assim, organizamos os trs volumes seguindo uma ordem de assuntosque vai dos mais elementares aos mais complexos. No Volume 1 ;0 aluno to-ma conhecimento das molculas que formam as estruturas celulares, estudaa prpria clula, na sua rnorfoloqia e nas suas funes, e termina o ano letivoaprendendo como as clulas se agrupam para formar os tecidos (nas plantase nos animais). No Volume 2, o aluno passa ao estudo do organismo. A, ocorpo humano tomado como modelo principal e, a partir dele, fazemoscomparaes com as estruturas e funes correspondentes ou similares emoutros animais e vegetais superiores. Alm das Grandes Funes Vitais, oVolume 2 engloba a Reproduo e o Desenvolvimento Ontogentico, com-pletando-se com a Gentica. No presente livro (Volume 3 da coleo), o alu-no conduzido ao estudo das espcies (Sistemtica ou Taxionomia), leva-do a pesquisar como essas espcies surgiram no ambiente da Terra (Evolu-o) e como se relacionam entre si e com o meio onde vivem (Ecologia).

Mantivemos em toda a coleo um mesmo senso crtico de autocon-trole, dosando o contedo na sua extenso e na sua profundidade, com aconscincia de que esta uma obra destinada especificamente ao 2~ grau,mas no esquecendo, entretanto, que o aluno desse nvel est altamentevoltado para o vestibular, a maior competio atual na vida estudantil dopas. Por isso, cada captulo contm uma bateria de testes selecionados,com questes includas nos vestibulares de todos os estados da Unio.

Fizemos a obra bastante ilustrada. Usamos uma linguagem clara e con-cisa. Procuramos imprimir ao texto aquele carter atraente comumente en-contrado nas enciclopdias. Nosso objetivo atrair e prender a ateno doaluno. Se o conseguirmos, teremos meio caminho andado para a conquistado nosso objetivo. .

Estamos conscientes das nossas limitaes. Mas se este livro atenders exigncias mais imediatas dos nossos professores e representar uma fon-te de leitura agradvel para [lOSSOS jovens, bem como um material de apoioeficaz causa do ensino da Biologia em nosso pas, estaremos compensa-dos do exaustivo sacrifcio de escrev-lo e, depois, supervisionar pessoal-mente quase toda a sua produo grfica (edio de texto, composio, dia-gramao, arte, ilustraes, fotos etc.l.

JOS Lus SOARES

Captulo 1

Captulo 2

Captulo 3

Captulo 4

Captulo 5

Captulo 6

Captulo 7

Captulo 8

Captulo 9

Captulo 10

Captulo 11

Captulo 12

Captulo 13

Captulo 14

SUMRIOUNIDADE I - A DIVERSIDADE DOS SERES VIVOS .NOMENCLATURA E CLASSIFICAO DOS SERES .Os nomes cientficos ...............................................................Como se classificam os organismos .Os cinco reinos da natureza .Vrus - seres sem reino .MONERAS - OS ORGANISMOS MAIS ELEMENTARES .Aqui se renem os procariontes .Bactrias (filo Schizomycophyta) .Algas cianofceas ou cianfitas (filo Cyanophyta) .PROTISTAS - SERES INDECISOS .Um meio termo entre vegetal e animal .Os protozorios (filo Protozoa) .Euglenfitas, crisfitas e pirrfitas ...................................................Os mixomicetos .O REINO FUNGI .Caracteres gerais ..................................................................Os eumicetos .Apndice: os liquens .OS VEGETAIS INFERIORES .As talfitas ' .Clorfitas (algas verdes) .Fefitas (algas marrons) .Rodfitas (algas vermelhas) .OS VEGETAIS INTERMEDIRIOS .Conceituao .Musgos ou brifitas .Pteridfitas - os primeiros vegetais vasculares ; .OS VEGETAIS SUPERIORES .Caractersticas gerais .Gimnospermas - plantas sem frutos .................................................Angiospermas - plantas com frutos .Monocotiledneas e dicotiledneas '.' .OS ANIMAIS INVERTEBRADOS (I) .Esponjas (filo Porifera) .Cnidrios (filo Coelenterata) .OS ANIMAIS INVERTEBRADOS (11) .Platelmintos - vermes achatados (filo Platyhelminthes) .Nematelmintos - vermes cilndricos (filo Aschelminthes) .Aneldeos - vermes segmentados (filo Annelida) .OS ANIMAIS INVERTEBRADOS (111) .Artrpodos (filo Arthropoda) .OS ANIMAIS INVERTEBRADOS (IV) .Moluscos (filo Mollusca) .Equinodermos (filo Echinodermata) .OS COROADOS (FILO CHORDATA) .Protocordados e vertebrados .Os ciclstomos (classe Cyclostomata) .OS PEIXES (SUPERCLASSE PISCIS) .Caracteres gerais e diviso .Peixes cartilaginosos (classe Chondrichthyes) .Peixes sseos (classe Osteichthyes) .................................................TETRPODOS (SUPERCLASSE TETRAPODA) .Anfbios (classe Amphibia) .Rpteis (classe Reptilia) .Aves (classe Aves) .Mamferos (classe Mammalia) .

788

1115162626263439393944465050515560606061626565656776767681848989919797

104107115115129129132141141144148148148150154154156159162

Captulo 1

Captulo 2

Captulo 3

Captulo 4

Captulo 5

Captulo 1

Captulo 2

Captulo 3

Captulo 4

Captulo 5

Captulo 6

UNIDADE 11- A EVOLUO .EM BUSCA DAS ORIGENS .O Universo e a Terra .A origem da vida .Organismos pioneiros: auttrofos ou hetertrofos? .FIXISMO E EVOLUCIONISMO .A criao especial .O lamarquismo .O darwinismo .O mutacionismo .A teoria sinttica ou moderna .VARIAES NAS POPULAES .Irradiao adaptativa .Equilbrio de Hardy-Weinberg .EVIDNCIAS DA EVOLUO , .Provas anatmicas que confirmam a Evoluo .Provas embriolgicas .Provas bioqumicas e cromossmicas .Provas zoogeogrficas .Provas paleontolgicas .OS CAMINHOS DA EVOLUO .As eras geolgicas .

UNIDADE 11I - ECOLOGIA ' .OS ECOSSISTEMAS ..Os seres vivos e o meio ambiente .Os componentes de um ecossistema .Cadeia e teia alimentares ' .Habitat e nicho ecolgico ..........................................................POPULA~ES E COMUNIDADES : .Conceituao .A dinmica das populaes ........................................... '.............As medidas de uma populao .As pirmides ecolgicas .A ORGANIZAO DAS COMUNIDADES .A disperso das espcies '.' .Ectono .Sucesso ecolgica .Os biomas da Terra .Microclimas .A BIOSFERA E SUAS DIVISES .Os biociclos .Plnctons, nctons e bentos .A provncia ltica e a provncia lntica .Fitogeografia do Brasil .As regies zoogeogrficas do mundo .O SISTEMA DE RELAES DOS SERES VIVOS .Adaptaes - o relacionamento com o meio .Camuflagem e mimetismo .Relaes entre seres .O equilbrio ecolgico ...............................................................OS CICLOS BIOGEOQuMICOS .O turnoverdos elementos .O ciclo do carbono .................................................................O ciclo do oxignio .O ciclo do nitrognio .O ciclo do clcio ...................................................................O ciclo da gua ....................................................................RESPOSTAS DOS EXERCCIOS .BIBLIOGRAFIA .

171172172173178181181183183186192201201205210210214215217221231231

II

I

1J

2412422422442452452552552562602612682B8270271274277280283283284285287294294300302310319319320321322325327332342

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UNIDADE I

A DIVERSIDADEDOS SERESVIVOS

Corais do gnero Caryophy/lia que vivem a 300 m de profundidade no Golfo da Gasconha.

Da profundidade dos mares aos picos mais altos das grandes cordilheiras da Terra,estendem-se os domnios da vida. Nos vales, nas florestas, nos desertos, os seres vivosse espalham e conquistam todos os ambientes. Mas, para que isso acontecesse, foi ne-cessrio mais de 1 bilho de anos de Evoluo. Durante esse perodo, as espcies surgi-ram, transformaram-se e, aos poucos, se adaptaram s mais adversas condies de vida.

por isso que, das bactrias ao homem, mesmo extraordinariamente grande a diversidade dos seres vivos.

CAPTULO 1

NOMENCLATURAE CLASSIFICACO

I .

DOS SERES

OS ~OMES CIENTFICOS

Animais e plantas so popularmente conhecidos pornomes muito variveis de um idioma para outro ou, atmesmo, de uma regio para outra num mesmo pas. Vejaum exemplo:

portugus:CO

rabe:

Al 1)_

~pronncia:KAlEB

espanhol:PERRO italiano:

CANE

,.~I

1

.~~II

francs:CHIEN

japons:

~pronncia:

INU

ingls:DOG

Fig. 1.1.Como se chamar o co em russo, grego, egpcio, indiano, coreano, chins, persa, curdo (idioma do Curdisto), eslavoe nas numerosas lnguas africanas? E nos inumerveis idiomas indgenas? Para se ter uma idia, basta lembrar que exis-tem cerca de 4 mil idiomas no mundo atual.

Nomenclatura e classificao dos seres

Numa tentativa de universalizar os nomes de animaise plantas, j de h muito os cientistas vinham procurandocriar uma nomenclatura internacional para a designaodos seres vivos. No primeiro livro de Zoologia publicado porum americano, Mark Catesby, por volta de 1740, o pssaroconhecido por tordo (o sabi americano) foi denominadocientificamente assim: Iurdus minor cinereo-a/bus nonmacu/atus, que significava: tordo pequeno branco-acinzen-tado sem manchas.

Erauma tentativa de "padronizar" o nome do tordo, detal forma que assim ele pudesse ser conhecido em qualqueridioma. Mas, convenhamos, o nome proposto por Mark Ca-tesby era muito grande para um pssaro to pequeno O) ...

J em 1735, o sueco Karl von Linn, botnico e mdi-co, conhecido entre ns simplesmente por Lineu, lanava oseu livro Systema Naturae, onde propunha regras para clas-sificar e denominar animais e plantas. Mas s na 10.a edi-o do seu livro, j em 1758, foi que ele props efetiva-mente uma forma de nomenclatura mais simples, em quecada organismo seria conhecido por dois nomes apenas,seguidos e inseparveis. Assim, surgiu a nomenclatura bi-nominal modernamente adotada.

As regras atuais para a denominao cientfica dosseres vivos foram firmadas, com base na obra de Lineu, noI Congresso Internacional de Nomenclatura Cientfica, em1898, e revistas em 1927, em Budapeste, Hunqria. Asprincipais regras so: Na designao cientfica, os nomes devem ser latinos de

origem ou, ento, latinizados. Em obras impressas, todo nome cientfico deve ser es-

crito em itlico (tipo de letra fino e inclinado), diferentedo corpo tipogrfico usado no texto corrido. Em traba-lhos manuscritos, esses nomes devem ser grifados.

Cada organismo deve ser reconhecido por uma designa-o binominal, onde o primeiro termo identifica o seu g-nero e o segundo, a sua espcie. Mas considera-se errograve o uso do nome da espcie isoladamente, sem serantecedido pelo nome do gnero. Exemplos:

Co - Canis fami/iaris. Mosca - Musca domesticaHomem - Homo sapiensFeijo - Phaseo/us vu/ga/iisArroz - Oryza sativa

errado dizer que o co pertence aognero Canise espcie temltieris. Corretamente, devemos dizer que oco pertence ao gnero Canise espcie Canis familiaris.

O nome relativo ao gnero deve ser um substantivo sim-ples ou composto, escrito com inicial maiscula.

O nome relativo espcie deve ser um adjetivo escritocom inicial minscula (salvo rarssimas excees).

Em seguida ao nome do organismo facultado colocar,por extenso ou abreviadamente, o nome do autor queprimeiro o descreveu e denominou, sem qualquer pon-tuao intermediria, seguindo-se depois uma vrgula e a

9

Em 1758, Lineu batizou o tordo america-no como Mimus po/yg/ottos. Era a subs-tituio do longo nome proposto por Ca-tesby por uma designao mais objetivae binominal. Posteriormente, mudou-sea denominao para Turdus migratorius,nome com que ainda hoje conhecido otordo americano.

Nos casos de denominao especlfic.,em homenagem a pessoa clebre doprprio pas onde se vive, consente-se ouso da inicial maiscula. No Brasil, hquem escreva: Trypanosoma Cruzi (pro-tozorio causador da doena de Cha-gas), j que o termo Cruzi a translitera-o latina do nome de Oswaldo Cruz,um dos pesquisadores daquela doena,que se notabilizou como figura exponen-cial na medicina brasileira.

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No confunda o nome do autor (mencio-nado aps a espcie) com subespcie,uma vez que esta ltima grafada cominicial minscula, enquanto o nome doautor tem sempre inicial maiscula.Alm disso, a subespcie escrita comtipo itlico, o que no ocorre com o no-me do autor.

A espcie Rhea americana compreendetrs subespcies:- Rhea americana alba (ema branca);- Rhea americana grisea (ema cinzen-

ta);- Rhea americana americana (ema

mais desenvolvida que as outras).Tambm o bacilo causador da tuberculo-se apresenta subespcies diversas, co-mo:- Mycobacterium tuberculosis hominis

(tuberbulose humana);- Mycobacterium tuberculosis bovis

(tuberculose bovina);- Mycobacterium tuberculosis avis (tu-

berculose aviria).

J

Nomenclatura e classificao dos seres

data em que foi publicado pela primeira vez.Exemplos:

Co: Canis fami/iaris Lineu ou L., 1758.Bactria da sfilis: Treponema pa/lidum Schaudinn &Hoffmann, 1905.Verme ancilstoma: Ancylostoma duodenale Creplinou C., 1845.Algodo: Hibiscus tiliaceus Saint-Hilaire, 1825.

Conquanto a designao seja uninominal para gneros ebinominal para espcies, ela trinominal para subesp-cies.Exemplos:

Ema - gnero: Rhea; subespcie: Rhea americanaalba.Cascavel - gnero: Crotalus; subespcie: Crotalusterrificus terrificus.Bacilo de Koch bovino - gnero: Mycobacterium;subespcie: Mycobacterium tuberculosis bovis.

Voc deve concluir que existem diferentes tipos de ema,de cascavel e de bacilo de Koch. Ns mencionamos ape-nas um tipo (ou seja, uma subespcie) de cada uma des-sas espcies.

Em Zoologia, o nome de famlia dado pela adio dosufixo idae ao radical correspondente ao nome do gne-ro-tipo. Para subfamlia, o radical usado inae.Exemplos:

Co - gnero: Canis; famlia: Canidae; subfamlia:Caninae.Cascavel - gnero: Crotalus; famlia: Crotalidae;subfamlia: Crotalinae.Gato - gnero: Fe/is;famlia: Felidae; subfamlia: Fe-linae.

Algumas regras de nomenclatura botnica so indepen-dentes das regras de nomenclatura zoolgica. Os nomesde famlia, por exemplo, nunca tm para as plantas o su-fixo idae, mas quase sempre levam a terminao aceae.Exemplos:

Palmaceae (palmeiras, coqueiros).Liliaceae (alho, cebola).Rosaceae (roseira, macieira, pereira).

lei da prioridade: Se para um mesmo organismo foremdados nomes diferentes, por autores diversos, prevalecea primeira denominao. A finalidade dessa regra evi-tar que a mesma espcie seja designada por diferentesnomes cientficos, o que acarretaria confuso idntica que existe com os nomes vulgares.

l

II

III

1,

1I

il~I

1

1~

II

Observao:Emcasos excepcionais, permitida a substituio de umnome cientfico, mas para isso adota-se uma notao es-pecial, j convencionada, que indica tratar-se de espci-

Nomenclatura e c1assicao dos seres

me reclassificado. Assim, quando um especialista mudaa posio sistemtica de um ser que anteriormente j re-cebera denominao cientfica, e o coloca em outro g-nero, a notao taxionmica correta deve assumir umadas formas abaixo:a) Menciona-se o nome antigo entre parnteses, depois

do gnero e antes do nome especfico.Exemplo: o Schizotrypanum cruzi (nome dado porCarlos Chagas) teve o seu gnero substitudo depoispor Trypanosoma. Ento, deve-se grafar: Trypanoso-ma (Schizotrypanum) cruzi.

b) Ou, ento, menciona-se o nome do organismo j nonovo gnero e, a seguir; entre parnteses, o nome doprimeiro autor e a data em que denominou aqueleser; s ento, j fora dos parnteses, coloca-se o no-me do segundo autor e a data em que reclassificou oespcime.Exemplos:Em 1843, o mdico Dubini descreveu um dos parasi-tas agentes da ancilostomose, ao qual denominouAgehy/ostoma duodena/e. Porm, Creplin emendouesse nome em 1845, incluindo-o no gnero Ancy/os-toma. Ser correto grafar Ancy/ostoma duodena/e(Dubini, 1843) Creplin, 1845.Ercolani, em 1859, descreveu um verme nematdioparasita do intestino do co e denominou-o Sc/eros-tomum caninum.Hall, em 1913, mudou-o para o gnero Ancy/osto-ma. Devemos mencion-Io da seguinte forma: Ancy-/ostoma caninum (Ercolani, 1859) Hall, 1913.Assim, a denominao da formiga sava Atta sex-dans (Lineu, 1758) Fabricius, 1804, indica que Fabri-cius mudou de gnero o animal inicialmente descritoe batizado por Lineu.

COMO SE CLASSIFICAMOS ORGANISMOS

O estudo descritivo de todas as espcies de seres vi-vos esua classificao dentro de uma verdadeira hierarquiade grupamentos constitui a sistemtica ou taxionomia. Tra-dicionalmente, distinguiam-se a sistemtica zoolgica, quese encarregava do estudo dos animais, e a sistemtica bo-tnica, na qual se classificavam as plantas. Modernamente,com a diviso dos seres em cinco reinos, o estudo da siste-mtica assume uma complexidade horizontal maior.

Vamos comear a interpretar o papel da taxionomiavendo o conceito de espcie. Podemos dizer que espcie um qrupamento de indivduos que revelam profundas se-melhanas entre si, tanto no aspecto estrutural quanto nofuncional, mostrando grandes similaridades bioqumicas, eno caritipo (quadro cromossomial das clulas diplides),com capacidade de se cruzarem naturalmente, dando ori-gem a descendentes frteis.

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Para efeito de validade taxionmica, s6so considerados os nomes cientficoscriados de 1758 para c, isto , depoisda consagrao do sistema binominal deLineu.

Etimologicmente, taxionomia vem dogrego taxis, 'ordem', e nomos, 'lei'. Elaa parte da Biologia que trata da classifi-cao dos sistemas viventes.

So da mesma espcie os indivduos queapresentam: profundas semelhanas estruturais e

funcionais; similaridades bioqumicas; o mesmo cari6tipo; capacidade de reproduo entre si.

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Considera-se como um sistema naturalde classificao aquele que se baseia namorfologia e fisiologia dos organismosadultos, no desenvolvimento embrion-rio dos indivduos, no cari6tipo de cadaespcie, na sua distribuio geogrficae, notada mente, nas relaes dos serescom o processo da evoluo das esp-cies.Um sistema artificial de classificao(que biologicamente no correto) aquele em que o taxionomista se baseiaem uns poucos caracteres escolhidos ar-bitrariamente para classificar um deter-minado organismo. Classificaes que.dividissem os seres em aquticos e ter-restres, em macrosc6picos e microsc6-picos, ou em alados e sem asas, seriamsistemas artificiais de classificao eno teriam qualquer valor cientfico.

Nomenclatura e classificao dos seres

Para melhor entendimento, imagine que todas as cria-turas humanas so razoavelmente semelhantes na sua ana-tomia e na sua fisiologia, tm grandes similaridades bioqu-micas (a hemoglobina, a insulina, a tiroxina, a tripsina enumerosas outras substncias so molecularmente idn-ticas em todos os indivduos), possuem todos eles o mes-mo nmero de cromossomos nas suas clulas somticas(2n = 46), os quais correspondern a 23 tipos (pares homlo-gos) que se repetem em todas as pessoas e que, finalmente,cruzam-se e reproduzem-se naturalmente, originando des-cendentes frteis. Com essa observao, estamos afirman-do que todos os seres humanos pertencem a uma mesmaespcie. Essa espcie recebeu o nome de Homo sapiens.

Ocorre, entretanto, que na Natureza existem espciesque, embora diferentes entre si, guardam grandes aproxi-maes. O co domstico, o cachorro-do-mato, o lobo e ocoiote revelam grandes semelhanas entre si, mas tambmdemonstram algumas diferenas. Espcies muito prximasassim so enquadradas dentro de uma categoria taxionmi-ca comum, que o gnero. Portanto, no gnero Canis soreunidas as quatro espcies citadas: Canis familiaris (co.domstico), Canis thou (cachorro-do-mato), CanisIupus (lobo) e Canis latrans (coiote).

Tambm com os vegetais observamos semelhante fa-to. O marmelo tPirus cydonia), a ma (Pirus malus) e a p-ra (Pirus communis) constituem espcies distintas que se

. enquadram todas elas no mesmo gnero - Pirus.Como se v, o gnero pode ser definido como um gru-

pamento de espcies muito parecidas.Seguindo o mesmo raciocnio, podemos compreender

que diversos gneros muito prximos devam ser reunidosnum grupamento taxionmico comum. Surge, ento, a fa-mlia. Todos os integrantes do gnero Canis, juntamentecom a raposa-vermelha (Vulpes vulpes) e a raposa polar(Alopex lagopus), integram a famlia Canidae. Menciona-mos trs gneros - Canis, Vulpes e Alopex, que perten-cem a uma mesma famlia - Canidae.

Voc conclui, portanto, que famlia uma reunio degneros afins, isto , muito prximos ou parecidos.

Agora, veja bem: o co, o lobo, a raposa e demais or-ganismos integrantes da famlia Canidae so todos carnvo-ros. Possuem dentes especiais para a alimentao basede carne. Mas no so os nicos animais carnvoros. Os ur-sos, as hienas, os felinos (leo, tigre, ona, gato) tambmso carnvoros. E, no entanto, pertencem a famlias diferen-tes: Ursidae, Hienidae e Felidae, respectivamente.

A reunio das famlias Canidae, Ursidae, Hienidae eFelidae resulta na formao de uma ordem - Carnvora.

Logo, uma ordem um grupamento de famlias quetm algo em comum.

Por sua vez, as ordens se renem e formam as clas-ses. Assim, a ordem Carnvora, juntamente com as ordensRodentia (dos roedores), Primatas (dos macacos e do ho-mem), Edentata (dos desdentados, como tamandu, pre-

t

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, J

Nomenclatura e classificao dos seres

guia e tatu), Chiroptera (dos morcegos), Ungulata (dosportadores de cascos, como cavalos e bois) e Cetacea (ba-leias e golfinhos), forma a classe Mammalia (dos mamfe-ros). Realmente, em todas essas ordens, a fmea dotadade glndulas mamrias funcionais e suas crias, logo aps onascimento, so alimentadas com leite materno .

. Agora, preste muita ateno: todos os animais cita-dos at aqui so dotados de coluna vertebral. Ento, sovertebrados. Acontece, todavia, que existem outros verte-brados na Natureza que no so mamferos. Assim so asaves, os rpteis, os anfbios e os peixes. As diversas clas-ses desses animais se renem com a classe Mammalia eformam um filo ou ramo - o filo Chordata (animais quepossuem notocrdio durante a formao embrionria, oqual geralmente substitudo por coluna vertebral).

O filo uma grande categoria taxionmica, pois en-cerra elevado nmero de espcies. Ele um grupamento declasses. Em Botnica, a categoria taxionmica correspon-dente ao filo era tradicionalmente denominada diviso. Co-mea-se, agora, a no mais se fazer essa diferena.

Os animais esto divididos e enquadrados em diver-sos filos. Os cordados formam apenas um deles.

Se reunirmos o filo Chordata aos demais filos (Porife-ra, Coelenterata, Platyhelminthes, Nemathelminthes, Anne-lida, Arthropoda, Mollusca e Echinodermata), teremos amaior das categorias taxionmicas - o reino. Teremos, en-to, uma idia global do reino Metazoa ou Animalia, no qualse renem todos os animais conhecidos.

Um raciocnio em sentido contrrio nos conduz con-cluso de que o reino se divide em filos; os filos se dividemem classes; as classes se dividem em ordens; as ordens sedividem em famlias; as famlias se dividem em gneros; osgneros se dividem em espcies.

Muitas vezes, os bilogos encontram dificuldade emclassificar os seres dividindo-os em apenas sete grupamen-tos, que so as categorias taxionmicas vistas na figo 1.2.Por essa razo, foram criadas as subcategorias: sub-reinos,subfilos, subclasses, subordens, subfamlias, subgneros esubespcies.

Classe I

Filo AOrdem 1

Gnerox

Espcie z-1

Ordem 2 GneroReino z Espcie z-2

Famliab

Classe 111

Filo B

FiloC

13

REINO

FILOS

CLASSES

Fig. 1.2Reino - um grupo de filos.Filo - um grupo de classes.Classe - um grupo de ordens.Ordem - um grupo de famlias.Falllllia - um grupo de gneros.Gnero - um grupo de espcies.Espcie - um grupo de indivduos se-

melhantes que se reproduzem en-tre si.

Quadro 1.1Chave de classificao com as catego-rias taxionrnicas.

14 Nomenclatura e classificao dos seres

REINO ANIMAL& ~ ~N~~ anfioxo ~ \. inseto

J/;,)i/.l) ~ estrela-do-mar cavalo ~~o t;;r ~"sapo~ c~

tigre W~raposa cao lobo J'f"If' minhocaFILO DOS CORDADOS

~~~~~@@

~.~}rr~~SUBFILO DOS VERTEBRADOS

CLASSE DOS MAMFEROS

ORDEM DOS CARNVOROS

FAMLIA DOS CANDEOS

G.NERO Canis

ESPCIE Canis familiaris

Aqui se enquadram todos osanimais existentes na Terra.

~I

I. :J

j

~

I

Saram os invertebrados. Ficaramos cordados.

Saiu o anfioxo (protocordados).Ficaram somente os vertebrados.

Saram peixes, anfbios, rpteis eaves. Ficaram somente os

mamferos.

Saram herbvoros e roedores.Ficam somente os Carnvoros.

Saram os feldeos e ursdeos.Ficaram apenas os candeos.

Saiu a raposa. Ficaram o co e olobo, que pertencem ao gnero

Canis.

Saiu o lobo. Ficou o co.

Fig. 1.3Um exemplo de classificao de animal. O modelo classificado o co.

,- - -.

Nomenclatura e classificao dos seres

Reino1 Ramo

ClasseI Ordem

Ewlia 1GneroEspcie

Fig. 1.4As sete categorias taxionmicas fundamentais se organizam formandouma verdadeira hierarquia decrescente em grandeza, que vai de reino aespcie.

OS CINCO REINOS DA NATUREZAA despeito de muitas divergncias, atribui-se que

existam, no mundo, cerca de 1 350 000 espcies diferen-tes de organismos. J de h muito tempo, os cientistas sepreocupam em organizar essa.imensa variedade de seresviventes em grupos distintos. Por volta de i650, na Ingla-terra, John Ray resolveu catalogar todos os organismos daTerra e organiz-Ios em grupos sistemticos. Foi ele o pri-meiro especialista a usar a palavra espcie para designarum "tipo" de ser vivo. O seu trabalho ficou longe das suaspretenses, mas, ainda assim, ele catalogou milhares deespcies de plantas e numerosas outras de animais.

Ao tempo de Lineu (sculo XVIII). era comum a divi-so dos seres da Natureza em trs reinos: Vegetalia ouPlantae, Animalia e Mineralia. Essa diviso perdurou atcerca de uns 60 anos atrs. Em conseqncia, ainda hquem insista em considerar os seres vivos unicamente emdois reinos: Vegetalia e Animalia.

Desde o sculo passado, com os trabalhos de Haec-kel, os naturalistas comearam a admitir um novo reino - odos protistas -, que enquadraria seres no muito tpicos,de caractersticas indecisas entre plantas e animais.

Recentemente, criou-se o termo monera para identifi-car um quarto reino, onde seriam includos organismosmuito primitivos, procariontes, como bactrias e algasazuis (cianfitas).

Mais recentemente, props-se a colocao dos fun-gos separadamente num quinto reino - Fungi.

15A unidade bsica da taxionomia a es-pcie. Todos os indivduos de uma esp-cie provm de um antepassado comum.Indivduos de espcies diferentes pormdo mesmo gnero provm de um ances-tral comum, menos prximo, entretanto.Indivduos de gneros diferentes mas da_mesma famlia certamente descendemde um antepassado comum, porm bas-tante remoto.A classificao dos seres ser tantomais correta quanto mais se aproximardos verdadeiros caminhos da evoluodas espcies.

Fig. 1.5Sinopse da histria evolutiva dos seres com o aparecimento dos cinco reinos, na nossa compreenso atual.

L..- I ANIMAIS

16 Nomenclatura e classificao dos seres

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Fig. 1 6Diagrama geral da taxionomia biolgica ordenando todos os seres em cinco reinos. Somente os vrus (se que realmentedevem ser considerados como seres vivos) no entram neste diagrama. A rigor, eles no esto em nenhum desses reinos.

VRUS - SERES SEM REINO

Ainda que exista uma forte tendncia entre os biolo-gistas modernos para qualificar os vrus como os nicos se-res viventes no dotados de organizao celular, a discus-so sobre a natureza viva ou no-viva dos vrus continua dep. Sabemos que os seres tipicamente qualificados comoviventes devem apresentar um quadro geral de caractersti-cas comuns, tais como: Organizao celular. Os seres podem ser uni ou multice-

lulares, mas devem revelar sempre nas suas unidadesmorfofuncionais seno todas, pelo menos algumas es-truturas tpicas de clulas, como membrana cito plasm-tica, retculo endoplasmtico com ou sem ribossomos,mitocndrias, ncleo, cromossomos etc.

Consumo de energia custa de um equipamento qumi-co-enzimtico prprio, que faz parte do metabolismocelular.

Apresentao da sua matria no estado coloidal. Crescimento e durao limitados de acordo com a es-

pcie.

Nomenclatura e classificao dos seres

Capacidade de reproduo, transmitindo aos descen-dentes material gentico que permite a constncia da es-pcie.

Faculdade de sofrer modificaes acidentais na suaconstituio gentica (mutaes), permitindo-Ihes adap-tarem-se involuntariamente s condies impostas pelomeio ambiente.

Ora, das propriedades mencionadas, os vrus s6 apre-sentam, seguramente, a capacidade de reproduo e a fa-.culdade de se adaptarem ao meio atravs de mutaes. To-das as demais caractersticas dos seres vivos esto ausen-tes nos vrus. Mas, de acordo com a maioria dos especialis-tas, mais importante conhecer a estrutura, as formas deprocedimento e o papel que os vrus representam relativa-mente aos outros seres, notadamente espcie humana,do que discutir se so seres vivos ou no-vivos.

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muito comum que os vrus sejam estu-dados juntamente com as bactrias, oque nos parece no ter muita lgica, poiseles, decididamente,no so moneras.Parece-nos mais lgico estud-Ios par-te de todos os reinos j catalogados eaguardar que, algum dia, dirimida qual-quer dvida quanto sua natureza viva,sejam eles enquadrados num novo reino,exclusivo deles.

Fig 7Vrus vistos ao microscpio eletrnico com aumento de 120000 X. esquerda, vrus parasitas das folhas do fumo (v-rus do mosaico do tabaco); eles tm forma de bastes longos e finos. direita, vrus,da poliomielite (paralisia infantil).Estes ltimos so esfricos.

Os vrus, quando maduros, apresentam um "corpo"ou vrion de estrutura no muito complexa, composto deum cido nuclico (DNA ou RNA, nunca os dois juntos) euma parte protica que forma a cpside ou capsdeo (cp-sula que envolve o miolo de cido nuclico). O capsdeo,por sua vez, formado de numerosas unidades polipeptdi-cas chamadas capsmeros.

cidonuclico

Fig. 1.8As formas dos vrus so muito variveis.A figura mostra um adenovrus (dei tipodos que causam faringites e pneumopa-tias). Os adenovrus tm a forma de umicosaedro (corpo com 20 faces, cadauma das quais um tringulo eqilte-ro). Repare, no interior, o miolo de cidonuclico (neste caso, o DNA). O caps-deo, que contm 252 unidades polipep-tdicas, protege esse miolo.

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H vrus que possuem DNA como miolo(herpes, adenovrus, maioria dos bacte-rifagos etc.). Outros possuem RNA (gri-pe, AIDS, poliomielite, mosaico do fumoetc.).

eixo centr I do vrus

Nomenclatura e classificao dos seres

Alguns vrus possuem os seus capsmeros (unidadespolipetdicas) com a disposio de uma hlice simples, emcujos limites internos se dispe o cido nuclico. Assim, ocapsdeo assume o aspecto de um cartucho protetor domiolo, que representa o seu material gentico. O vrus domosaico do tabaco (parasita do fumo), mostrado nasfigs. 1.7 e 1.9, reflete essa estrutura. J o vrus da gripeapresenta um pouco mais de complexidade: o capsdeo tubuloso, semelhante ao do vrus do mosaico do fumo, masenrola-se em trajetria helicoidal por dentro de um envoit-rio viral constitudo de lipdios, mucopolissacardeos, pro-tenas estruturais, que se apresentam como agulhas per-pendiculares superfcie do vrus, e algumas enzimas, co-mo a neuraminidase, por exemplo.

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Fig. 1.9Estrutura do vrus do mosaico do tabaco (fumo), mostran-do o capsdeo tubular que protege oRNA.

Fig. 1.10Esquema simplificado do vrus da gripe: a. envoltrio viral;b. capsdeo tubular enrolado em hlice.

Fig. 1.11O vrus da gripe numa configurao mais prxima da realidade: a. capsdeolongo, tubuloso, helicoidal; b. envoltrio viral.

Nomenclatura e classificao dos seres

o estudo dos vrus assume interesse considervel emvirtude de serem numerosos os tipos virais que produzemdoenas na espcie humana, nos animais e em diversasplantas. Assim, as tcnicas de preveno e tratamento dasdoenas virticas possuem grande importncia na Medici-na, Zootecnia, Veterinria e Agricultura.

Na espcie humana, as mais freqentes doenas pro-vocadas por vrus so: hepatite infecciosa, mononucleoseinfecciosa, poliomielite, herpes, AIDS, varola, febre amare-la, raiva ou hidrofobia, gripe, certas pneumonias e encefali-tes, psitacose, rubola e as habituais viroses de infncia,como sarampo, catapora (varicela) e caxumba.

H quem atribua ao de vrus a ocorrncia de cer-tos tipos de cncer em animais, embora no se tenha aindauma confirmao segura com relao espcie humana.Mas o estudo dos vrus oncognicos continua sendo apri-morado na investigao da relao vrus-cncer em sereshumanos.

Um tipo de vrus muito especial, que tem motivadopesquisas nos ltimos anos, o dos bacterifagos. Elestm uma forma bem peculiar, polidrica, so dotados deuma cauda longa e tm-se mostrado parasitas exclusivosde bactrias. Aparentemente so incuos (inofensivos) aohomem e aos outros animais.

Fig. 1.13Diversos bacterifagos vistos ao microscpio eletrnico(50000 X).

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Fig. 1.12O cido nuclico fica sob presso enrola-do dentro da cabea do bacterifago. Afigura mostra um bacterifago cuja ca-bea estourou, libertando o longo DNAque est desenrolado junto da cpsulado vrus indicada pela seta.

Fig. 1.14Um bacterifago em aumento maior (250000 X).

Num bacterifago, distinguem-se a cabea (de perfilhexagonal), onde se aloja o cido nuclico, a cauda e as fi-brilas da cauda, com as quais o vrus se agarra superfcieda parede bacteriana. A maioria dos bacterifagos possuiDNA. Alguns possuem RNA. Ej se detectou em raros ca-sos a presena em bacterifagos de um DNA de cadeia ni-ca, simulando RNA, porm dotado de nucleotdeos com de-soxirribose e timina (sem ribose e sem uracila).

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"Fig. 1.15Penetrao do vrus gripal nas clulasdas vias respiratrias.

Fig. 1.17Diagrama de um bacterifago: a. cabe-a; b. cauda; c. fibras da cauda. Quandoo bacterifago se agarra parede celularda bactria, a sua cauda se encurta sen-sivelmente e um tubo interno torna-seexposto, penetrando como uma agulhano interior da clula.

Nomenclatura e classificao dos seres

A atividade viral diferente conforme se considereum vrus do tipo comum ou um bacterifago. O vrus da gri-pe, por exemplo, penetra integralmente na clula que para-sita. O seu virion se aplica membrana plasmtica da clulae o seu envoltrio protico faz com ela um arranjo estru-tural de tal forma que ambos se constituem em uma nicae mesma coisa. Assim, o material gentico do vrus "tra-gado" para dentro da clula hospedeira. O longo tubo docapsdeo se desfaz e oRNA viral empreende o trabalho deauto-reproduo. Inicialmente, oRNA viral promove a for-mao de um DNA a partir do qual so feitas numerosasoutras cadeias de RNA viral, Depois, sero produzidas asprotenas do capsdeo e do envoltrio. Em pouco tempo, aclula estar repleta de vrions maduros. Como voc v, asntese de cidos nuclicos "invertida" neste caso. Porisso, os vrus a RNA so qualificados, geralmente, como re-trovrus.

J com os bacterifagos, a cpsula protica (caps-deo) no penetra na clula bacteriana. Apenas o miolo docido nuclico injetado na clula, em cujo interior far asua autoduplicao. originando novos vrus completos.

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Nomenclatura e classificao dos seres

As experincias de Hershey e Chase (1952), usandofagos marcados com istopos radiativos (P32 no DNA dosvrus e S34 nas protenas da cpsula viral), demonstrarampraticamente que apenas o miolo do fago penetra na clulabacteriana, ficando o capsdeo do lado de fora. Cada isto-po foi usado separadamente. Quando se usava o p32, ob-servava-se radiatividade dentro das bactrias, ao fim decerto tempo. Quando era usado o S34, no se detectava ra-diatividade no interior das bactrias, mas sim fora delas.

A penetrao do tubo interno da cauda do fago atra-vs da parede celular da bactria feita custa de algumasenzimas que existem na extremidade da cauda.

Um detalhe da maior irnportncia no estudo dos vrus que, em virtude da total ausncia de um equipamento ca-paz de promover as suas operaes metablicas (sntesede substncias, oxidaes para desprendimento de energiae aproveitamento oportuno dessa energia), so eles obriga-dos a parasitar as clulas, penetrando-Ihes no citoplasma,das quais roubam aminocidos (para a sntese das suas cp-sulas e envoltrios) e nucleotdeos (para a sntese de seuscidos nuclicos). Alm disso, consomem a energia de mo-lculas de ATP da clula hospedeira e utilizam o trabalhogratuito dos seus ribossomos, bem como se valem da ativi-dade catalisadora de numerosas enzimas dessa mesma c-lula. Isso explica por que os vrus no conseguem subsistirou reproduzir-se fora de clulas vivas. Eles so sempre, ne-cessariamente, parasitas intracelulares. Fora das clulaseles se destroem ou, ento, se "cristalizam" (propriedadeno comum aos seres vivos), assim podendo permanecerpor tempo ilimitado (outra propriedade no comum aos or-ganismos).

Existe perfeita relao bioqumica entre a naturezamolecular de cada tipo de vrus e certos receptores espec-ficos da superfcie das clulas, justificando o tropismo dosvrus por tipos determinados de tecidos. Assim, os vrus dagripe atacam as clulas das vias respiratrias; os vrus daraiva atacam o sistema nervoso; os da caxumba acometemas glndulas salivares partidas etc. Isso justifica a classifi-cao dos vrus em pneumotrpicos, neurotrpicos, adeno-trpicos, dermotrpicos etc.

J se observou que o material gentico de um vruspode se acomodar na clula em que se instala, acoplando-se a um cromossomo, como um novo gene inserido nele. Apartir da, nem a clula parece reconhecer naquele materialum corpo estranho, nem o contedo viral assume o seu pro-cedimento habitual. E, cada vez que a clula se reproduz,duplicando todos os seus DNA, paralelamente o DNA viralse duplica, acompanhando o processo duplicativo da clu-la. O material virtico comporta-se rigorosamente como sefosse um gene natural daquela linhagem celular. Essefen-meno chamado lisogenia. Essasituao perdura por tem-po indeterminado, at que, em certo momento, emfunode fatores no bem conhecidos, o DNA viral assume o seupapel e passa a realizar sua atuao patolgica. Admite-se

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o p32 (fsforo radiativo) usado, na ex-perincia de Hershey, participando daestrutura molecular do cido nuclico(lembre-se que, no DNA, cada cadeiapossui uma sucesso OSE - FOSFATO- OSE - FOSFATO - etc.).O S34 (enxofre radiativo) participa dafrmula de alguns aminocidos (cistenae metionina) que formam a cpsula pro-tica do fago.

No existem medicamentos que comba-tam os vrus. Os antibiticos no tmqualquer efeito sobre eles. No entanto, asua natureza protica (agindo como anti-geno) estimula o organismo parasitado aproduzir anticorpos (gamaglobulinas einterferon), os quais procuram destruiras partculas virais. Isso o que caracte-riza o mecanismo de imunizao. O usode vacinas com vrus mortos ou, ento,vivos e atenuados na sua patogenicida-de, desencadeia a produo de anticor-pos pelo organismo, estimulando a imu-nidade contra a doena. A vacina Sabin,por exemplo, utiliza uma variedade do v-rus da poliomielite que no ataca o siste-ma nervoso, como o vrus normal dessadoena. Mas o organismo no distingueum do outro. E produz os anticorpos ne-cessrios imunidade para qualquer tipode vrus da poliomielite.