EVOLUÇÃO BIOLÓGICA

1. UNICELURIDADEE

MULTICELURIDADE

Apesar da enorme diversidade, todos os Apesar da enorme diversidade, todos os seres vivos são constituídos por um de seres vivos são constituídos por um de dois tipos de células:dois tipos de células:

Células procariótica

s

Células eucarióticas

SERES VIVOS

PROCARIONTES EUCARIONTES

NucleóideRibossomas

Membrana plasmática

Parede celularCápsula

Mesossomas

Bombardeamentos meteoríticos

Protobiontes*

* Protobiontes:

agregados moleculares com elevado grau de organização,

capazes de manter o equilíbrio do seu meio interno e de

reagir a estímulos do meio; podem originar novos

protobiontes!!(Fig. 3, pg 110)

Seres unicelulares procariontes

 

Semelhanças entre Archaea e Eucariotas

  EubactériasEubactérias ArchaeaArchaea EucariotasEucariotas

Núcleo Não NãoSim (envolvido por membrana)

Nucleossomas / histonas Não SIm SIm

Operões / RNAm policistrónicos SIm SIm Não

Intrões Não Não SIm

proteína de ligação à TATA box Não SIm SIm

Organelos Não NãoSim: mitocôndrias, lisossomas, retículo endoplasmático, etc.

Cromossomas Um, circular Um, circular Mais que um

RNA polimerase Uma: simplesMais que uma: complexas

Mais que uma: complexas

Aminoácido de iniciação proteica N-formil metionina Metionina Metionina

Sensibilidade da síntese de proteína à toxina diftérica

Insensível Sensível Sensível

Peptidoglicano Sim Não Não

Os fósseis mais antigos que se Os fósseis mais antigos que se conhecem pertencem a seres conhecem pertencem a seres procariontesprocariontes

Os seres eucariontes terão evoluído a Os seres eucariontes terão evoluído a partir de um ancestral procarionte que partir de um ancestral procarionte que acumulou, gradualmente, uma maior acumulou, gradualmente, uma maior complexidade estruturalcomplexidade estrutural

O pequeno tamanho das células procarióticas O pequeno tamanho das células procarióticas limita a sua actividade metabólica pois têm limita a sua actividade metabólica pois têm pouca quantidade de DNA e não têm pouca quantidade de DNA e não têm organitosorganitos..

A actividade metabólica relaciona-se com a A actividade metabólica relaciona-se com a área superficial da célula, pois é através dela área superficial da célula, pois é através dela que se verificam as trocas de gases, que se verificam as trocas de gases, nutrientes e de resíduos com o meio nutrientes e de resíduos com o meio envolventeenvolvente..

O aumento da actividade metabólica das O aumento da actividade metabólica das células foi conseguido pela evolução das células foi conseguido pela evolução das células eucarióticas a partir das células células eucarióticas a partir das células procarióticas e pela origem da procarióticas e pela origem da multiceluridade.multiceluridade.

ORIGEM DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS

MODELO AUTOGÉNICOou

TEORIA NÃO SIMBIÓTICAou

FILIAÇÃO DIRECTA DA ORIGEM DOS EUCARIONTESou

TEORIA DA DIFERENCIAÇÃOou

TEORIA CLÁSSICA

MODELO ENDOSSIMBIÓTICO

MODELO AUTOGÉNICOMODELO AUTOGÉNICO

As invaginações especializadas da membrana plasmática das células procarióticas ancestrais isolaram-se e originaram as membranas internas:

- envolveram o DNA membrana nuclear

-formaram o retículo endoplasmático, …

- algumas rodearam porções de DNA que

abandonaram o núcleo mitocôndrias e

cloroplastos

Argumentos a favor da Hipótese Autogénica:

-a face da membrana voltada para o interior dos compartimentos intracelulares é semelhante à face externa da membrana plasmática

e - a face voltada para o hialoplasma é semelhante à face interna da membrana plasmática!GLICOCÁLIX

MEIO EXTERIOR

glicoproteína

glicolípidos

MODELO MODELO ENDOSSIMBIÓTICOENDOSSIMBIÓTICO- O sistema endomembranar formou-se por invaginações da membrana plasmática da célula procariótica ancestral;

-As mitocôndrias e os clorosplastos desen-volveram-se a partir de organismos autónomos procariontes que estabeleceram relações de endossimbiose com células de maiores dimensões (célula hospedeira);

- os ancestrais das mitocôndrias seriam procariontes aeróbios;

-Os ancestrais dos cloroplastos seriam procariontes fotossintéticos

TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA

Argumentos a favor da Hipótese Argumentos a favor da Hipótese Endossimbiótica:Endossimbiótica: As relações de endossimbiose são relativamente As relações de endossimbiose são relativamente

comuns e verificam-se em organismos actuais;comuns e verificam-se em organismos actuais; As mitocôndrias e os cloroplastos assemelham-se As mitocôndrias e os cloroplastos assemelham-se

aos procariontes actuais:aos procariontes actuais: Tamanho e forma;Tamanho e forma; Dividem-se por bipartição (tal como as bactérias);Dividem-se por bipartição (tal como as bactérias); Possuem uma molécula circular de DNA não Possuem uma molécula circular de DNA não

associada a proteínas;associada a proteínas; Possuem vários tipos de ribossomas, mais parecidos Possuem vários tipos de ribossomas, mais parecidos

com os dos procariontes do que com os da célula a com os dos procariontes do que com os da célula a que pertencem;que pertencem;

Possuem duas membranas: a interna com enzimas e Possuem duas membranas: a interna com enzimas e sistemas de transporte tal como nos procariontes sistemas de transporte tal como nos procariontes actuais.actuais.

- Todos os organismos eucarióticos possuem mitocôndrias, mas só os autotróficos têm cloroplastos!

- A endossimbiose com os ancestrais das mitocôndrias terá ocorrido antes da endossimbiose com os ancestrais dos cloroplastos.

-Apesar de terem um genoma próprio, as mitocôndrias e os cloroplastos não são geneticamente auto-suficientes;

-Provavelmente, durante a evolução, terá ocorrido a transferência de DNA dos endossimbiontes para o genoma da célula hospedeira.

VANTAGENS DA RELAÇÃO VANTAGENS DA RELAÇÃO ENDOSSIMBIÓTICAENDOSSIMBIÓTICA

A interdependência entre o hospedeiro e os A interdependência entre o hospedeiro e os endossimbiontes terá levado à formação de endossimbiontes terá levado à formação de um único indivíduo.um único indivíduo.

Maior capacidade de metabolismo aeróbio, Maior capacidade de metabolismo aeróbio, num ambiente com oxigénio livre a num ambiente com oxigénio livre a aumentar;aumentar;

Maior facilidade em obter nutrientes, Maior facilidade em obter nutrientes, produzidos pelo endossimbionte produzidos pelo endossimbionte autotrófico;autotrófico;

Da uniceluridade à Da uniceluridade à multiceluridademulticeluridade

A associação/ agregação entre seres unicelulares COLÓNIAS ou AGREGADOS COLONIAIS, deverá ter sido vantajosa, conduzindo ao aparecimento de seres pluricelulares:

- inicialmente, todas as células desempenhavam a mesma função;

- com o tempo, algumas células da colónia adquiriram especialização em determinadas funções;

- a diferenciação celular, em que se verifica uma interdependência estrutural e funcional das células, acentuou-se durante a evolução, originando os seres multicelulares.

Em associações coloniais complexas, com Em associações coloniais complexas, com grande número de células, verifica-se grande número de células, verifica-se comunicaçãocomunicação entre as células, entre as células, coordenaçãocoordenação das actividades celulares, das actividades celulares, especializaçãoespecialização de de células e células e divisão de tarefasdivisão de tarefas. .

Volvox:

CÉLULAS REPRODUTORAS- espermatozóides- óvulos

CÉLULAS SOMÁTICAS (biflageladas, unidas por filamentos citoplasmáticos)

- nutrição- movimento da

colónia acção coordenada dos flagelos

A especialização e a cooperação A especialização e a cooperação permitem que as células se combinem, permitem que as células se combinem, formando um organismo com mais formando um organismo com mais capacidades do que cada uma das suas capacidades do que cada uma das suas partes constituintespartes constituintes

COLÓNIA DIFERENCIAÇÃO CELULAR TECIDOS ÓRGÃOS SISTEMAS DE ÓRGÃOS ORGANISMO

(PLURICELULAR )

A origem dos eucariontes e a evolução A origem dos eucariontes e a evolução da multiceluridade estiveram na origem da multiceluridade estiveram na origem de uma explosão da biodiversidade.de uma explosão da biodiversidade.

VANTAGENS EVOLUTIVAS DA VANTAGENS EVOLUTIVAS DA MULTICELULARIDADE MULTICELULARIDADE ( M. ( M.

IMP!)IMP!) Maiores dimensões, mantendo-se a relação Maiores dimensões, mantendo-se a relação

área/volume das células, ideal para a realização área/volume das células, ideal para a realização das trocas com o meio;das trocas com o meio;

Maior diversidade, proporcionando uma melhor Maior diversidade, proporcionando uma melhor adaptação a diferentes ambientes;adaptação a diferentes ambientes;

Diminuição da taxa metabólica, devido à Diminuição da taxa metabólica, devido à especialização celular que permitiu a utilização de especialização celular que permitiu a utilização de energia de uma forma mais eficaz;energia de uma forma mais eficaz;

Maior independência em relação ao meio exterior, Maior independência em relação ao meio exterior, devido a uma eficaz homeostasia, resultante da devido a uma eficaz homeostasia, resultante da interdependência dos vários sistemas de órgãos.interdependência dos vários sistemas de órgãos.

F

V

F

F

V

Permite ter maior quantidade de DNA,maior complexidade e aumento

da taxa metabólica

Permite à célula ter regiões especializadas em determinadas funções, o que aumenta

a eficiência dos processos celulares