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UNICELULARIDADE E MULTICELULARIDADE


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Origem dos procariontes
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                          
                  Hipótese Autogénica ????
                  Hipótese Endossimbiótica ????
                          
                  Seres Eucariontes
Origem dos eucariontes
    Hipótese Autogénica
6


    Hipótese Autogénica
Origem dos eucariontes
    Hipótese Autogénica
7


     A célula procariótica terá sofrido invaginações sucessivas da membrana
     plasmática com posterior especialização.
     Numa fase inicial, as células desenvolveram sistemas endomembranares
     resultantes de invaginações da membrana plasmática:
         algumas dessas invaginações armazenavam o DNA, formando um
         núcleo,
         outras invaginações evoluíram no sentido de produzir organelos
         semelhantes ao retículo endoplasmático.
     Posteriormente, algumas porções do material genético abandonaram o
     núcleo e evoluíram sozinhas no interior de estruturas membranares.
         formaram-se organelos como as mitocôndrias e os cloroplastos.
Origem dos eucariontes
    Hipótese Autogénica
8


     Hipótese Autogénica




                     Os eucariontes resultaram da evolução gradual dos
                     procariontes




     Crítica  Esta hipótese parte do princípio errado de que o material
     genético do núcleo e dos organelos, nomeadamente das mitocôndrias e dos
     cloroplastos, tem uma estrutura e informação genética idêntica.
Origem dos eucariontes
    Hipótese Autogénica
9


     Hipótese Endossimbiótica
                     Existiam procariontes maiores e procariontes mais
                     pequenos (sendo uns aeróbios e outros fotossintéticos).
                     Os procariontes mais pequenos foram capturados pelos
                     maiores, estabelecendo-se relações de simbiose entre
                     eles.
                     A cooperação entre os diferentes elementos foi tão
                     eficaz que se tornaram dependentes uns dos outros e
                     passaram a constituir organismos estáveis.
                     Os procariontes hóspedes tornaram-se organelos da
                     célula hospedeira:
                        os cloroplastos ter-se-ão originado a partir da
                        captura de procariontes semelhantes às
                        cianobactérias atuais, portadoras de pigmentos
                        fotossintéticos;
                        as mitocôndrias terão resultado da captura de
                        bactérias com eficiente capacidade respiratória.
Origem dos eucariontes
     Hipótese Endossimbiótica
10




                              Os eucariontes resultaram da evolução conjunta
                              de vários procariontes que estabeleceram
                              relações de simbiose entre si.




     Crítica  Os adeptos desta hipótese não a conseguiram fundamentar.
Origem dos eucariontes
     Hipótese Endossimbiótica
11



       Em 1967, Lynn Margulis, com o auxílio de dados obtidos através da
       utilização do microscópio eletrónico e sobre o DNA das mitocôndrias e
       dos cloroplastos, conseguiu fundamentar a hipótese endossimbiótica.
Origem dos eucariontes
     Hipótese Endossimbiótica
12


       Semelhanças entre organelos (mitocôndrias e cloroplastos) e
       bactérias (procariontes):
        na forma, tamanho e estruturas membranares,
        na divisão - por bipartição,
        no material genético - DNA circular não associado a histonas,
        nos ribossomas - os ribossomas destes organelos são mais
        semelhantes (em tamanho e em características bioquímicas) aos dos
        procariontes do que aos das células eucarióticas
        na membrana interna - enzimas e sistemas de transporte.
Origem dos eucariontes
     Hipótese Endossimbiótica
13




       Atualmente existem alguns casos de simbiose obrigatória entre
       eucariontes e bactérias
       Exemplo :
        A amiba Pelomyxa palustris embora não possua mitocôndrias necessita de viver
        em ambientes aeróbios.
        Possui, no seu interior, bactérias endossimbióticas que efetuam a respiração
        aeróbia.
        As bactérias também metabolizam ácido láctico que se acumula na amiba. Na
        ausência destas bactérias, a amiba morre devido à acumulação de ácido láctico.
Origem dos eucariontes
     Hipótese Endossimbiótica
14




       Margulis afirma:

       “À parte as bactérias, todos os organismos, absolutamente todos, são o
       resultado da associação de vários organismos individuais, que se
       encontraram no passado longínquo, uniram-se por interesses mútuos,
       misturaram os seus genes, e deram lugar a organismos complexos cada
       vez mais vantajosos favorecendo a sua sobrevivência num ambiente em
       mudança.”
Origem dos eucariontes
     Hipótese Endossimbiótica
15




     Conclusão

       Procariontes maiores estabeleceram relações de simbiose com
       procariontes menores,

           capazes de produzir energia       capazes de produzir
           pela oxidação de compostos        compostos orgânicos utilizando
           orgânicos,   semelhantes às       a energia luminosa,
           mitocôndrias atuais,              semelhantes aos cloroplastos
                                             atuais,

                    originando                       originando
                 eucariontes aeróbios         eucariontes fotossintéticos
Origem da multicelularidade
16


                   À medida que a célula aumenta de dimensões
                                        
                    Diminui a razão entre a área e o volume
                                        
                   A superfície não aumenta tanto como o volume
                                        
                   Reduzida superfície de membrana para realizar
                   trocas
                                        
                   Trocas lentas
                                        
                   O metabolismo celular não pode aumentar
                                        
                               Necessidade de divisão
                                        
                             Multicelularidade
Origem da multicelularidade
17




          O aumento do número de células no mesmo volume
                            
             Aumento da razão entre a área e o volume
                            
               Aumento da superfície de trocas
                            
                Aumento do metabolismo celular
Origem da multicelularidade
18



              Seres eucariontes unicelulares
                                            
           Reprodução                    Competição
                                            
      Vários unicelulares unidos         Agrupam-se para vencer

                                        
                     Colónias de unicelulares eucariontes
                                    
      Inicialmente todas as células da colónia desempenhavam a mesma função
                                     
      Algumas das células especializaram-se em determinadas funções
                                     
                      Surge a diferenciação celular
                                    
                 Seres eucariontes multicelulares
Origem da multicelularidade
19


 Colónias (de       unicelulares)   sem especialização




     Colónias - seres da mesma espécie que estabelecem ligações estruturais entre si.

     Gonium, Endorina e Pandorina são colónias de algas atuais, em que todas as
     células desempenham a mesma função: deslocação, produção de alimento,
     reprodução, …
Origem da multicelularidade
20


 Colónias (de       unicelulares)   com especialização




     Volvox - colónia esférica de algas biflageladas (50 a 50000) unidas por
     prolongamentos citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, formando uma esfera oca.
Origem da multicelularidade
21




     As células são todas semelhantes.
     A diferenciação só ocorreu para formar células reprodutoras.
     A reduzida especialização não permite considerar volvox um ser pluricelular.
                                    
              Admite-se que os seres coloniais (semelhantes ao volvox atual)
                  podem ter estado na origem dos seres pluricelulares
Vantagens da multicelularidade
22


 A multicelularidade permitiu:
   A ocorrência de mecanismos de regulação que conduziram à diferenciação
   celular e consequentemente à evolução dos seres vivos;
   A sobrevivência de seres de maiores dimensões (mantendo uma razão
   área/volume ideal para a realização de trocas); nestes surgiram células ou
   órgãos especializados na realização das trocas;
   A diminuição da taxa metabólica, pois a especialização permitiu uma
   utilização de energia mais eficaz.
   Maior diversidade de formas que possibilitou a adaptação a diferentes
   ambientes.
   Maior independência em relação ao meio ambiente (os sistemas de órgãos
   contribuíram para a manutenção do meio interno em condições favoráveis à
   vida).

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10 unicelularidade e multicelularidade

  • 1. UNICELULARIDADE E MULTICELULARIDADE MARGARIDA BARBOSA TEIXEIRA
  • 4. Origem dos procariontes 4 Possível evolução biológica
  • 5. Origem dos eucariontes 5 Possível evolução biológica Seres Procariontes  Hipótese Autogénica ???? Hipótese Endossimbiótica ????  Seres Eucariontes
  • 6. Origem dos eucariontes Hipótese Autogénica 6 Hipótese Autogénica
  • 7. Origem dos eucariontes Hipótese Autogénica 7 A célula procariótica terá sofrido invaginações sucessivas da membrana plasmática com posterior especialização. Numa fase inicial, as células desenvolveram sistemas endomembranares resultantes de invaginações da membrana plasmática: algumas dessas invaginações armazenavam o DNA, formando um núcleo, outras invaginações evoluíram no sentido de produzir organelos semelhantes ao retículo endoplasmático. Posteriormente, algumas porções do material genético abandonaram o núcleo e evoluíram sozinhas no interior de estruturas membranares. formaram-se organelos como as mitocôndrias e os cloroplastos.
  • 8. Origem dos eucariontes Hipótese Autogénica 8 Hipótese Autogénica Os eucariontes resultaram da evolução gradual dos procariontes Crítica  Esta hipótese parte do princípio errado de que o material genético do núcleo e dos organelos, nomeadamente das mitocôndrias e dos cloroplastos, tem uma estrutura e informação genética idêntica.
  • 9. Origem dos eucariontes Hipótese Autogénica 9 Hipótese Endossimbiótica Existiam procariontes maiores e procariontes mais pequenos (sendo uns aeróbios e outros fotossintéticos). Os procariontes mais pequenos foram capturados pelos maiores, estabelecendo-se relações de simbiose entre eles. A cooperação entre os diferentes elementos foi tão eficaz que se tornaram dependentes uns dos outros e passaram a constituir organismos estáveis. Os procariontes hóspedes tornaram-se organelos da célula hospedeira: os cloroplastos ter-se-ão originado a partir da captura de procariontes semelhantes às cianobactérias atuais, portadoras de pigmentos fotossintéticos; as mitocôndrias terão resultado da captura de bactérias com eficiente capacidade respiratória.
  • 10. Origem dos eucariontes Hipótese Endossimbiótica 10 Os eucariontes resultaram da evolução conjunta de vários procariontes que estabeleceram relações de simbiose entre si. Crítica  Os adeptos desta hipótese não a conseguiram fundamentar.
  • 11. Origem dos eucariontes Hipótese Endossimbiótica 11 Em 1967, Lynn Margulis, com o auxílio de dados obtidos através da utilização do microscópio eletrónico e sobre o DNA das mitocôndrias e dos cloroplastos, conseguiu fundamentar a hipótese endossimbiótica.
  • 12. Origem dos eucariontes Hipótese Endossimbiótica 12 Semelhanças entre organelos (mitocôndrias e cloroplastos) e bactérias (procariontes): na forma, tamanho e estruturas membranares, na divisão - por bipartição, no material genético - DNA circular não associado a histonas, nos ribossomas - os ribossomas destes organelos são mais semelhantes (em tamanho e em características bioquímicas) aos dos procariontes do que aos das células eucarióticas na membrana interna - enzimas e sistemas de transporte.
  • 13. Origem dos eucariontes Hipótese Endossimbiótica 13 Atualmente existem alguns casos de simbiose obrigatória entre eucariontes e bactérias Exemplo : A amiba Pelomyxa palustris embora não possua mitocôndrias necessita de viver em ambientes aeróbios. Possui, no seu interior, bactérias endossimbióticas que efetuam a respiração aeróbia. As bactérias também metabolizam ácido láctico que se acumula na amiba. Na ausência destas bactérias, a amiba morre devido à acumulação de ácido láctico.
  • 14. Origem dos eucariontes Hipótese Endossimbiótica 14 Margulis afirma: “À parte as bactérias, todos os organismos, absolutamente todos, são o resultado da associação de vários organismos individuais, que se encontraram no passado longínquo, uniram-se por interesses mútuos, misturaram os seus genes, e deram lugar a organismos complexos cada vez mais vantajosos favorecendo a sua sobrevivência num ambiente em mudança.”
  • 15. Origem dos eucariontes Hipótese Endossimbiótica 15 Conclusão Procariontes maiores estabeleceram relações de simbiose com procariontes menores, capazes de produzir energia capazes de produzir pela oxidação de compostos compostos orgânicos utilizando orgânicos, semelhantes às a energia luminosa, mitocôndrias atuais, semelhantes aos cloroplastos atuais, originando originando eucariontes aeróbios eucariontes fotossintéticos
  • 16. Origem da multicelularidade 16 À medida que a célula aumenta de dimensões  Diminui a razão entre a área e o volume  A superfície não aumenta tanto como o volume  Reduzida superfície de membrana para realizar trocas  Trocas lentas  O metabolismo celular não pode aumentar  Necessidade de divisão  Multicelularidade
  • 17. Origem da multicelularidade 17 O aumento do número de células no mesmo volume  Aumento da razão entre a área e o volume  Aumento da superfície de trocas  Aumento do metabolismo celular
  • 18. Origem da multicelularidade 18 Seres eucariontes unicelulares   Reprodução Competição   Vários unicelulares unidos Agrupam-se para vencer   Colónias de unicelulares eucariontes  Inicialmente todas as células da colónia desempenhavam a mesma função  Algumas das células especializaram-se em determinadas funções  Surge a diferenciação celular  Seres eucariontes multicelulares
  • 19. Origem da multicelularidade 19 Colónias (de unicelulares) sem especialização Colónias - seres da mesma espécie que estabelecem ligações estruturais entre si. Gonium, Endorina e Pandorina são colónias de algas atuais, em que todas as células desempenham a mesma função: deslocação, produção de alimento, reprodução, …
  • 20. Origem da multicelularidade 20 Colónias (de unicelulares) com especialização Volvox - colónia esférica de algas biflageladas (50 a 50000) unidas por prolongamentos citoplasmáticos e bainhas gelatinosas, formando uma esfera oca.
  • 21. Origem da multicelularidade 21 As células são todas semelhantes. A diferenciação só ocorreu para formar células reprodutoras. A reduzida especialização não permite considerar volvox um ser pluricelular.  Admite-se que os seres coloniais (semelhantes ao volvox atual) podem ter estado na origem dos seres pluricelulares
  • 22. Vantagens da multicelularidade 22 A multicelularidade permitiu: A ocorrência de mecanismos de regulação que conduziram à diferenciação celular e consequentemente à evolução dos seres vivos; A sobrevivência de seres de maiores dimensões (mantendo uma razão área/volume ideal para a realização de trocas); nestes surgiram células ou órgãos especializados na realização das trocas; A diminuição da taxa metabólica, pois a especialização permitiu uma utilização de energia mais eficaz. Maior diversidade de formas que possibilitou a adaptação a diferentes ambientes. Maior independência em relação ao meio ambiente (os sistemas de órgãos contribuíram para a manutenção do meio interno em condições favoráveis à vida).