UNICELULARIDADE E MULTICELULARIDADE

Introdução:
Actualmente, a maioria dos biólogos considera que todos os seres vivos conhecidos na Terra podem ser divididos em dois grandes grupos: os procariontes e os eucariontes. Os seres procariontes apresentam células simples, sem verdadeiro núcleo. Os seres eucariontes apresentam-se constituídos por células complexas, com um núcleo organizado e diversos organelos membranares.
Entre os seres unicelulares primitivos, alcançaram maior êxito os de maiores dimensões, porque tinham mais possibilidades de se alimentarem bem e de não serem tão facilmente comidos pelos predadores.
Os eucariontes, por progressiva diferenciação e especialização celular poderão estar na origem da multicelularidade presente numa grande diversidade de organismos.
A verdadeira multicelularidade ocorre apenas nos seres eucariontes e caracteriza-se por uma associação de células em que há interdependência funcional e estrutural entre as células associadas. Quando as associações de seres eucariontes unicelulares dizem respeito a seres da mesma espécie que estabelecem relações estruturais, pode-se falar de colónias de Volvox e Gonium (algas da divisão Chlorophyta) Estas colónias constituídas por várias células apresentam uma certa interdependência estrutural entre elas, mas não existe uma diferenciação celular, excepto para as células reprodutoras, e apresentam um grau de especialização funcional baixo.

Figura 1 - Evolução da vida na Terra em função do tempo.

in: http://www.humanthermodynamics.com/Evolution-Table.html

Objectivos:
- Dar a conhecer a origem dos seres eucariontes.
- Distinguir modelo endossimbiótico de modelo autogénico.
- Estudar a origem da multicelularidade.
- Reconhecer as vantagens da multicelularidade.


Desenvolvimento:
O aparecimento dos primeiros seres eucariontes foi um acontecimento importante na história da Terra, na medida em que tais seres vieram iniciar uma nova fase de diversificação dos seres vivos. Os vestígios mais antigos relativos à vida procarionte datam de cerca de 3800 milhões de anos, enquanto os eucariontes terão aparecido há cerca de 1500 milhões de anos.

Figura 2 - Estromatólito, fóssil com cerca de 3500 milhões de anos, que apresenta as características dos procariontes.

in: http://biovalsassina.blogspot.com/2007_03_01_archive.html

Figura 3 - Acritarca, fóssil eucarionte com cerca de 1800 milhões de anos.

in: http://www.cushmanfoundation.org/resources/slides/acritarch.html

Os cientistas admitem que a partir dos procariontes terão surgido as células eucarióticas por:
Associação entre procariontes (hipótese endossimbiótica)- hipótese com maior aceitação.
Invaginações sucessivas de membranas plasmáticas seguidas de especialização (hipótese autogénica)

Vantagens de associação de célula hospedeira, anaeróbica e heterotrópia com os ancestrais das mitocôndrias e dos cloroplastos:
Uma maior capacidade de metabolismo aeróbio, num meio ambiente com a concentração de oxigénio livre a aumentar.
Uma maior facilidade na obtenção de nutrientes, produzidos pelo endossimbionte autotrófico.

Modelo Endossimbiótico:
Admite que as células eucarióticas são o resultado de associação simbiótica de vários ancestrais procarióticos.
Defende que o sistema endomembranar ter-se-á originado por invaginações da membrana citoplásmica e que as mitocôndrias e os cloroplastos se desenvolveram a partir de células procarióticas que estabeleceram na relação de endossimbiose com células hospedeiras de maiores dimensões passando a viver dentro delas.

Modelo Autogénico:
Admite que a célula eucariótica terá surgido a partir de organismos procariontes, por invaginações sucessivas de porções de membrana plasmática seguidas de especializações.
Defende que os seres eucariontes são o resultado de uma evolução gradual dos seres procariontes.

Figura 4 - Comparação dos modelos autogénico e endossimbiótico.

in: http://disciplinex.wordpress.com/2009/02/01/origem-dos-seres-eucariontes/

Vantagens do aparecimento da célula eucariótica:
Aumento do número de cromossomas, o que introduziu uma maior variabilidade genética da célula, logo, uma maior adaptação ao ambiente.
Maior controlo das suas actividades através do núcleo.
Aumento do número e variedade de células eucarióticas, através de mecanismos de selecção.

Origem da Multicelularidade:
As estruturas multicelulares, provavelmente teriam surgido por duas vias:
Reunião de seres unicelulares formando colónias em que as células se dividem, ficando, contudo, associadas, aprofundando entre si relações estruturais e aumentando o grau de diferenciação e especialização celular;
Por celularização, em que divisões sucessivas do núcleo não acompanhadas de divisão do citoplasma, seguidas da formação de membranas celulares em torno de cada núcleo.
À medida que aumenta a especialização dos seres multicelulares, verifica-se um maior aproveitamento energético, maior cooperação e interdependência entre as células e maior independência em relação ao meio. A multicelularidade reprensenta um passo evolutivo muito significativo para os seres vivos, pois a divisão de trabalho que a acompanha permite maior especialização e, consequentemente, maior eficácia no trabalho realizado.

Figura 5 - Volvox é um protista formado por células eucarióticas associadas em colónia.

in: http://coosacreek.org/amputated/2008/03/

Vantagens da multicelularidade:
O aparecimento da multicelularidade no mundo vivo:
Permitiu o aparecimento de seres de maiores dimensões, que a selecção natural favorece;
Contribuiu para o desenvolvimento de mecanismos de coordenação entre as várias funções, permitindo aos seres funcionarem como um todo integrado, tornando-se mais independentes relativamente ao meio ambiente;
Permitiu uma menor taxa metabólica e, portanto, maior poupança energética;
Criou uma maior biodiversidade, permitindo melhores adaptações a diferentes meios;
Permitiu maior interdependência em relação ao meio, pois a inter relação entre os sistemas de órgãos permitiu a manutenção do equilíbrio do meio interno.
A emergência da multicelularidade constituiu uma importante conquista evolutiva, mas com ela surgiram também alguns problemas.
A diferenciação celular relacionada com uma função específica, e em que se verifica uma interdependência estrutural e funcional das células, ter-se-á acentuado no decurso da evolução, originando verdadeiros seres pluricelulares.
A diferenciação em tecidos e em órgãos originou nos seres multicelulares uma grande diversidade que permitiu a vida em diferentes ambientes.A multicelularidade implica uma maior organização e diferenciação celular.

Figura 6 - Multicelularidade.

in: http://www.hanifaponte.net/mergulho.htm

Conclusão:
Apesar da sua enorme diversidade, todos os seres vivos são constituídos por um de dois tipos celulares estruturalmente diferentes. Assim, os seres vivos constituídos por células procarióticas designam-se por procariontes e os seres vivos constituídos por células eucarióticas designam-se eucariontes.
Todas as células, procarióticas ou eucarióticas, possuem em comum determinadas características. As células estão individualizadas por uma membrana citoplasmática, no interior da qual se encontra o hialoplasma, e possuem DNA e ribossomas. A principal característica que distingue as células eucarióticas das procarióticas é o facto das primeiras possuírem um núcleo, individualizado pelo invólucro nuclear, onde se localizam os cromossomas, ao contrário das segundas, nas quais o DNA se concentra numa região chamada nucleóide, que não está fisicamente separada do resto da célula.
O pequeno tamanho das células procarióticas limita a sua actividade metabólica, uma vez que não possibilita a existência de grandes quantidades de DNA nem da maquinaria necessária à sua expressão. O aumento de volume da célula, por si só, não é solução para este problema uma vez que não é acompanhado por um aumento proporcional da área superficial, através da qual se verificam as trocas de gases, de nutrientes e de resíduos entre a célula e o seu meio envolvente. O aumento da actividade metabólica das células foi conseguido pela evolução das células eucarióticas a partir de células procarióticas e pela origem da multicelularidade. Dois modelos permitem explicar a origem das células eucarióticas: o Modelo Autogénico e o Modelo Endossimbiótico.
O primeiro passo na evolução para os organismos multicelulares terá sido a associação de organismos unicelulares em colónias. 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. A origem dos eucariontes e a evolução da multicelularidade estiveram na origem de uma explosão da diversidade biológica.


Bibliografia:
- Livros:- CARRAJOLA, C.; CASTRO, M.J.; HILÁRIO, T. - Planeta com Vida 11º ano, Biologia (volume 1). 1ª Edição, Edições Santillana Constância, Carnaxide, 2007.- RIBEIRO, E.; SILVA, J.C.; OLIVEIRA, O. - Desafios 11ºano, Biologia (volume 1). 1ª Edição, Edições ASA, Porto, 2007.- Internet:- http://formacao.es-loule.edu.pt/biogeo/biogeo11/bio/unid06/biogeo11_bio_unid06.htm- www.youtube.com