1) Os seres vivos são constituídos por células procarióticas ou eucarióticas. As células eucarióticas terão evoluído a partir de ancestrais procarióticos. 2) Existem duas teorias principais para explicar a origem das células eucarióticas: a teoria autogénica e a teoria endossimbiótica. 3) A evolução da multicelularidade terá ocorrido através da agregação de células unicelulares em colónias, levando à especialização e cooperação cel

1. EVOLUÇÃO BIOLÓGICA 1. UNICELURIDADE E MULTICELURIDADE

2. Apesar da enorme diversidade, todos os seres vivos são constituídos por um de dois tipos de células: Células procarióticas Células eucarióticas SERES VIVOS PROCARIONTES EUCARIONTES

3. Nucleóide Ribossomas Membrana plasmática Parede celular Cápsula Mesossomas

5. 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

6. Semelhanças entre Archaea e Eucariotas Eubactérias Archaea Eucariotas Núcleo Não Não Sim (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 Não Sim: mitocôndrias, lisossomas, retículo endoplasmático, etc. Cromossomas Um, circular Um, circular Mais que um RNA polimerase Uma: simples Mais 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

7. Os fósseis mais antigos que se conhecem pertencem a seres procariontes Os seres eucariontes terão evoluído a partir de um ancestral procarionte que acumulou, gradualmente, uma maior complexidade estrutural

8. O pequeno tamanho das células procarióticas limita a sua actividade metabólica pois têm pouca quantidade de DNA e não têm organitos . A actividade metabólica relaciona-se com a área superficial da célula, pois é através dela que se verificam as trocas de gases, nutrientes e de resíduos com o meio envolvente . O aumento da actividade metabólica das células foi conseguido pela evolução das células eucarióticas a partir das células procarióticas e pela origem da multiceluridade.

9. ORIGEM DAS CÉLULAS EUCARIÓTICAS MODELO AUTOGÉNICO ou TEORIA NÃO SIMBIÓTICA ou FILIAÇÃO DIRECTA DA ORIGEM DOS EUCARIONTES ou TEORIA DA DIFERENCIAÇÃO ou TEORIA CLÁSSICA MODELO ENDOSSIMBIÓTICO

10. MODELO 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

11. 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

12. MODELO ENDOSSIMBIÓTICO - 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

13. TEORIA ENDOSSIMBIÓTICA

14. Argumentos a favor da Hipótese Endossimbiótica: As relações de endossimbiose são relativamente comuns e verificam-se em organismos actuais; As mitocôndrias e os cloroplastos assemelham-se aos procariontes actuais: Tamanho e forma; Dividem-se por bipartição (tal como as bactérias); Possuem uma molécula circular de DNA não associada a proteínas; Possuem vários tipos de ribossomas, mais parecidos com os dos procariontes do que com os da célula a que pertencem; Possuem duas membranas: a interna com enzimas e sistemas de transporte tal como nos procariontes actuais.

15. - 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.

16. VANTAGENS DA RELAÇÃO ENDOSSIMBIÓTICA A interdependência entre o hospedeiro e os endossimbiontes terá levado à formação de um único indivíduo. Maior capacidade de metabolismo aeróbio, num ambiente com oxigénio livre a aumentar; Maior facilidade em obter nutrientes, produzidos pelo endossimbionte autotrófico;

17. Da uniceluridade à multiceluridade 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.

18. Em associações coloniais complexas, com grande número de células, verifica-se comunicação entre as células, coordenação das actividades celulares, especialização de células e divisão de tarefas . Volvox: CÉLULAS REPRODUTORAS - espermatozóides - óvulos CÉLULAS SOMÁTICAS (biflageladas, unidas por filamentos citoplasmáticos) - nutrição - movimento da colónia  acção coordenada dos flagelo s

19. A especialização e a cooperação permitem que as células se combinem, formando um organismo com mais capacidades do que cada uma das suas partes constituintes COLÓNIA  DIFERENCIAÇÃO CELULAR  TECIDOS  ÓRGÃOS   SISTEMAS DE ÓRGÃOS  ORGANISMO (PLURICELULAR ) A origem dos eucariontes e a evolução da multiceluridade estiveram na origem de uma explosão da biodiversidade.

20. VANTAGENS EVOLUTIVAS DA MULTICELULARIDADE ( M. IMP!) Maiores dimensões, mantendo-se a relação área/volume das células, ideal para a realização das trocas com o meio; Maior diversidade, proporcionando uma melhor adaptação a diferentes ambientes; Diminuição da taxa metabólica, devido à especialização celular que permitiu a utilização de energia de uma forma mais eficaz; Maior independência em relação ao meio exterior, devido a uma eficaz homeostasia, resultante da interdependência dos vários sistemas de órgãos.

21. F V F F V

22. 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