A teoria celular

O estudo das células está associado à invenção e evolução dos microscópios. Muito tempo se passou desde a observação da célula até a elaboração da teoria celular e isso só foi possível graças à divulgação científica, onde os estudos foram sendo complementados. 

Em 1665, o físico inglês Robert Hooke (1635-1703), em sua obra Micrografia, descreveu a observação que fez em microscópio, de lascas finas de cortiça da casca de uma árvore. Hooke verificou que elas tinham estrutura semelhante a favos de colmeia de abelhas, ou seja, uma rede de cavidades preenchidas por ar e denominou as cavidades de célula. 

Em 1671, Anton van Leewenhoek (1632-1723) produziu vários manuscritos em que desenhava a observação de células, porém não utilizava essa denominação, mas sim cavidades. No mesmo ano, Nehemiah Grew (1641-1712) também as registrou, utilizando entre outras terminologias, o termo células.

Ao longo do tempo, vários cientistas fizeram registros sobre a existência de células. Em 1839, a partir dos estudos de Mathias Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882) sobre a origem ou formação das células em vegetais e animais, pesquisadores passaram a defender a ideia de que todos os seres vivos são formados por células, a unidade básica dos organismos, e que há um princípio comum de desenvolvimento. Essa ideia foi chamada de teoria celular. 

A teoria celular fortaleceu-se em 1858, quando o médico alemão Rudolf Virchow (1821-1902) constatou que toda célula surge de outra célula já existente.

A célula

O corpo de todos os seres vivos é formado por unidades muito pequenas, chamadas células.

As células são as menores unidades estruturais e funcionais dos seres vivos. É por meio do metabolismo celular que o corpo obtém energia para que sejam realizados processos essenciais à vida, como nutrição, respiração, reprodução, entre outros.

Gameta feminino e gametas masculinos vistos ao microscópio. Aumento aproximado de 400 vezes.

Seres vivos unicelulares e multicelulares 

Os seres vivos não apresentam o mesmo número de células. Alguns são formados por apenas uma célula e são chamados de unicelulares – por exemplo, as bactérias; outros são formados por muitas células, como os animais e as plantas que conhecemos, e são chamados de multicelulares (ou pluricelulares).

Estrutura das células 

As células dos diversos organismos variam em forma, tamanho e outras características, mas todas apresentam uma estrutura básica formada por: membrana plasmática, citoplasma e material genético.  

As três partes mencionadas, membrana plasmática, citoplasma e núcleo, são típicas das células dos animais, das plantas e dos fungos, e também de muitos organismos formados por apenas uma célula (unicelulares), como as amebas, que vivem em ambiente aquático.

Fotomicrografia mostrando uma ameba em que foi aplicado corante vital para melhor visualização. Ela mede cerca de 0,7 mm de comprimento e é comum em água doce. A célula da ameba pode mudar de forma, tornando-se mais arredondada ou alongada. A mudança de forma da célula nas amebas é importante para o deslocamento e também para a captura do alimento. Esta é uma das maiores espécies de amebas e, embora possamos vê-las a olho nu, não conseguimos ver os detalhes de sua estrutura sem microscópios.

Samambaias, peixes, como o curimbatá, e cogumelos são alguns exemplos de organismos que apresentam células formadas por membrana, citoplasma e núcleo. As samambaias medem cerca de 1 m de altura; o curimbatá mede 80 cm de comprimento; e os cogumelos medem aproximadamente 5 cm de altura.

Membrana plasmática: envolve a célula, separando-a do meio externo. Ela regula a entrada e saída de materiais na célula. Citoplasma: é o interior da célula, preenchido por material gelatinoso no qual as estruturas celulares – organelas – ficam imersas. Cada organela realiza uma função específica e essencial para a célula, como respiração, digestão, excreção etc. 

Material genético: estrutura responsável pelas informações de características e funcionamento da célula e do organismo. Essas informações são transmitidas da célula-mãe para a célula-filha. 

Em alguns organismos, o material genético encontra-se disperso no citoplasma. Essas células são chamadas de procariontes. Em outras células o material genético é envolvido por uma membrana nuclear e são chamadas de eucariontes. 

Células eucariontes

As células eucariontes possuem várias organelas e um núcleo onde o material genético fica envolvido por uma membrana. Os seres formados por esse tipo de célula podem ser unicelulares (protozoários, alguns tipos de algas e de fungos) ou multicelulares (plantas, animais e outros tipos de fungos).

A célula vegetal 

Além do que já foi apresentado, as células vegetais apresentam algumas peculiaridades: uma parede celular rígida ao redor da membrana plasmática, composta de celulose; a presença de cloroplasto, que é uma organela com clorofila, substância verde que absorve a energia luminosa durante a fotossíntese (processo em que as plantas obtêm energia). 

A cor verde das folhas, de alguns caules e dos frutos deve-se a esse pigmento. Nas células vegetais existem grandes vacúolos, estruturas preenchidas por um líquido com nutrientes e outras substâncias.

Células procariontes 

As células procariontes não apresentam a membrana que separa seu material genético do citoplasma. Também possuem parede celular e não apresentam algumas organelas que encontramos nas células das imagens anteriores. Os seres formados por esse tipo de célula são unicelulares, como as bactérias e cianobactérias (também conhecidas como cianofíceas ou algas azuis). 

Diversidade de células 

As células têm tamanhos variados, mas quase todas são tão pequenas que somente podem ser vistas por meio de um microscópio. O organismo dos seres multicelulares tem células diferentes umas das outras. 

No caso do ser humano, por exemplo, temos células alongadas, achata das, ramificadas, esféricas, cúbicas etc. e com funções muito distintas.

As células animais

Com base nos poucos exemplos que demos de células do corpo humano, pode-se notar que em um mesmo organismo há diferentes formatos de células e diferentes funções. Mesmo assim, conseguimos fazer comparações e notar que elas apresentam estruturas em comum. 

Vimos que todas as células são delimitadas por uma membrana muito fina, chama da membrana plasmática. Ela funciona como uma barreira protetora que separa o conteúdo da célula do ambiente externo. Uma característica essencial da célula é a sua comunicação com o meio externo. 

A célula necessita de água e nutrientes, assim como precisa eliminar certos materiais para se manter viva. É a membrana plasmática que controla as substâncias que entram na célula e que dela saem. Assim, essa membrana delimita a célula e lhe confere proteção, mas não a isola completamente do meio externo.

O citoplasma tem consistência gelatinosa e é rico em água. Imersas nesse material gelatinoso há várias estruturas delimitadas por membrana e que executam funções específicas, muito importantes para o funcionamento da célula. São chamadas organelas membranosas. 

Um exemplo é a mitocôndria, responsável pela respiração celular, processo por meio do qual a célula obtém energia. 

O retículo endo plasmático está relacionado com a produção de certas substâncias e com a distribuição delas pela célula. O complexo golgiense está relacionado com a modificação das substâncias produzidas pelo retículo endoplasmático, o armazenamento delas e o envio de algumas para fora da célula. 

Além disso, há também estruturas não delimitadas por membranas, como os ribossomos, onde ocorre a produção de proteínas. Eles ocorrem livres no citoplasma e associados a regiões do retículo endoplasmático que, assim, também atua na síntese de proteínas. Analise, agora, o esquema mostrado a seguir, que representa uma célula animal generalizada, ou seja, ela não é um tipo celular em especial.

Representação esquemática de célula animal, representada tridimensionalmente e em corte para mostrar sua organização interna. Elementos representados em tamanhos não proporcionais entre si. Cores fantasia.

O citoplasma encontra-se separado do material nuclear por uma membrana dupla, chamada envelope nuclear (ou carioteca). O envelope nuclear, no entanto, não isola totalmente o material nuclear. Ele apresenta poros através dos quais há troca controlada de substâncias entre o citoplasma e o núcleo. 

No núcleo está o material genético das células: os cromossomos, que armazenam as informações para o funcionamento da célula e participam do processo de divisão celular. 

As células animais, em geral, têm apenas um núcleo, ou seja, são uni nucleadas. Note que é o caso das células do revestimento interno da boca e dos glóbulos brancos do sangue. Há outros tipos celulares, como algumas células dos músculos, no entanto, que apresentam vários núcleos. As hemácias, por outro lado, não têm núcleo e, por isso, não são capazes de se dividir, já que a divisão celular depende dos cromossomos presentes no núcleo. 

A produção de novas hemácias ocorre a partir de células nucleadas da medula óssea vermelha. Essas células, ao se diferenciarem em hemácias, perdem o núcleo. As hemácias vivem por certo tempo e morrem. 

As células das plantas 

Analisamos até agora como são as células animais, tomando como exemplo as do ser humano. Vamos ver agora como são as células das plantas e no que se assemelham e diferem das células animais. Para isso, analise a fotomicrografia a seguir que mostra células de planta ao microscópio de luz.

Fotomicrografia de células de planta. Por apresentarem pigmentos naturais (cor verde), é possível ver os cloroplastos dessas células sem o uso de corantes. Ampliação: aproximadamente mil vezes.

Observe na fotomicrografia que as células têm um limite bem estabelecido. Isso ocorre porque elas apresentam, além da membrana plasmática, um envoltório externo mais espesso e resistente, que é a parede celular. Com isso, a forma da célula da planta muda menos do que a forma da célula animal.

Além disso, é possível notar a presença de várias estruturas esverdeadas dentro de cada célula. Essas estruturas são organelas membranosas chamadas cloroplastos.

Os cloroplastos contêm em seu interior o pigmento clorofila, que dá a cor verde às plantas. Eles realizam o processo de fotossíntese, que depende da luz. 

Na fotossíntese, o gás carbônico e a água participam de reações complexas que originam açúcar e gás oxigênio, que é lançado na atmosfera. O açúcar produzido por esse processo é usado pelas próprias plantas para sua sobrevivência e pelos animais, ao se alimentarem das plantas. 

No interior das células das plantas há uma organela membranosa bem desenvolvida que, muitas vezes, chega a ocupar grande parte do volume celular: o vacúolo. Nele há muita água onde estão dissolvidas várias substâncias. 

Representação esquemática de célula vegetal, representada tridimensionalmente e em corte para mostrar sua organização interna. Cores fantasia.

As células dos fungos

Os fungos são organismos que se alimentam absorvendo nutrientes do meio. Para isso, liberam para fora do corpo enzimas que digerem a matéria orgânica presente no meio ao seu redor e absorvem os nutrientes que serão empregados na manutenção de seu corpo. 

Há fungos formados por apenas uma célula, como as leveduras, e fungos formados por várias células, caso dos cogumelos. Nos fungos multicelulares, o corpo é formado por filamentos chamados hifas, que se organizam constituindo um micélio.

Eletromicrografia de varredura de células de levedura Saccharomyces cerevisiae (aumento de 7 mil vezes). Colorida artificialmente. As leveduras podem ser utilizadas na produção de pão, vinho e cerveja.

Tanto os fungos unicelulares quanto os multicelulares possuem células formadas por parede celular, membrana plasmática, citoplasma, núcleo, vacúolo e mitocôndrias. Além delas, há outras organelas membranosas, como o complexo golgiense, o retículo endoplasmático e os ribossomos.

Embora as células dos fungos apresentem parede celular e vacúolo como as células das plantas, a composição química da parede celular desses organismos é diferente: nos fungos, a parede celular é formada basicamente por quitina e, nas plantas, basicamente por celulose. Assim como as células animais, os fungos não apresentam cloroplastos.

As células das bactérias

Vimos até agora que as células de organismos como amebas, fungos, plantas e animais apresentam em sua estrutura básica membrana, cito plasma com organelas membranosas e núcleo. Há, no entanto, outros seres vivos cujas células não apresentam núcleo nem organelas membranosas. É o caso das bactérias. 

A célula bacteriana tem parede celular, membrana plasmática e cito plasma, onde estão os ribossomos. Não há núcleo, e o material genético delas fica em uma região especial do citoplasma chamada nucleoide. 

Em geral, as células bacterianas são muito menores que as células dos demais organismos. Muitas espécies de bactérias podem ser visualiza das em microscópios de luz, mas na maioria dos casos a melhor maneira de estudá-las é com o microscópio eletrônico.

Eletromicrografia de uma célula de bactéria, colorida artificialmente, mostrada em corte (aumento de cerca de 13 500 vezes). 

 Vírus 

A teoria celular diz que todo ser vivo é forma do por célula. Há, no entanto, um grupo muito peculiar de seres que não é composto de célula, mas que apresenta algumas características presentes nos seres vivos. 

Estamos falando do grupo dos vírus. Além de não serem formados por célula, os vírus não apresentam outras características que usamos para definir um ser vivo: não reagem a estímulos nem utilizam energia, água e nutrientes. Porém, apresentam material genético e se reproduzem. 

Essa reprodução, no entanto, depende de estarem dentro de uma célula. Fora das células, eles não apresentam manifestações vitais. Pelo fato de os vírus terem características muito peculiares, ainda se discute se podem ser considerados seres vivos.

Eletromicrografia de vírus do tipo bacteriófago (aumento de cerca de 125 mil vezes). Colorida artificialmente.

O tamanho das células

Em geral, quando precisamos medir o comprimento de uma sala ou a altura de uma pessoa, usamos como unidade de medida o metro (m). Para medir comprimentos muito maiores ou muito menores, porém, uti lizamos múltiplos e submúltiplos do metro, respectivamente. Um dos múltiplos mais utilizados é o quilômetro (km), que equivale a 1 000 metros; entre os submúltiplos, os mais usados são o centímetro (cm), que equivale a 1 metro dividido por 100, ou seja, a centésima parte do metro, e o milímetro (mm), que equivale a 1 metro dividido por 1 000 (a milésima parte do metro).

As células, porém, são muito pequenas para serem medidas com essas unidades. Para medir o comprimento das células, usamos um submúltiplo ainda menor que o milímetro: o micrometro , cujo símbolo é m m e que corresponde à milésima parte do milímetro, ou seja, 1 milímetro dividido por 1 000. A letra m vem do alfabeto grego e pronuncia-se “mi”.

Apesar de a maioria das células ser microscópica, existem exceções. Já comentamos que há espécies de amebas que medem cerca de 0,7 mm e podem ser vistas a olho nu. 

Outro exemplo é o organismo unicelular do gênero Noctiluca, que vive nas águas superficiais dos mares e emite uma luminescência que pode ser vista à noite como um brilho nas águas do mar e na areia molhada da praia. Este é justamente o significado de seu nome científico: brilho (luca) da noite (nocti). A célula desse organismo mede cerca de 1 mm de diâmetro.

Eletromicrografia de varredura de gameta feminino e gameta masculino humanos, para efeito de comparação de suas formas e tamanhos (aumento de cerca de 400 vezes). Colorida artificialmente.

Fotomicrografia mostrando vários indivíduos de Noctiluca (medem cerca de 1 mm de diâmetro cada). Esses organismos são predadores. Um dos indivíduos mostrados na fotografia ingeriu um pequeno animal, interessante exemplo em que um organismo unicelular é predador de um multicelular.

Outro exemplo é a alga verde unicelular do gênero Acetabularia, que vive no mar. A célula mede entre 0,5 cm e 10 cm de altura e apresenta três regiões especializadas: a base, o pedúnculo e o chapéu.

A alga Acetabularia, um organismo unicelular (a célula mede de 0,5 cm a 10 cm de altura).

Mesmo sendo visíveis a olhu nu, não é possível visualizar os detalhes ou estruturas internas dessas células sem o auxílio dos microscópios. 

Se por um lado há unicelulares visíveis a olho nu, por outro há multicelulares que só são visíveis ao microscópio. É o caso dos rotíferos. Esses pequenos animais, comuns no ambiente aquático, medem entre 0,02 mm e 3 mm. Muitas espécies são, portanto, menores que as amebas, os noctilucas e as acetabulárias. Em qualquer amostra de água de um lago, por exemplo, é possível ver ao microscópio de luz vários desses animais.

Fotomicrografia de um rotífero. Na porção anterior do seu corpo, há uma coroa ciliada expandida, empregada na filtração de bactérias e outros microrganismos consumidos como alimento. Este indivíduo mede cerca de 0,3 mm.

Os tardígrados

Eles aguentam incólumes o frio de 270 °C negativos, o vácuo, a radiação solar em intensidade mil vezes maior do que humanos e sobrevivem por décadas sem água. 

Em 2007, 800 deles foram enviados ao espaço. E foram recuperados vivíssimos. Os tardígrados são os animais mais resistentes do mundo.

Tardígrado sobre uma folha de musgo, visto ao microscópio eletrônico de varredura (aumento de 270 vezes). Os tardígrados medem entre 0,05 mm e 1 mm de comprimento.

Têm uma boca redonda, um corpo roliço e quatro pares de pernas atarracadas com garrinhas nas pontas que saltam de seu corpo rugoso. As patinhas lembram as de um urso, e por isso os tardígrados são conhecidos também como ursos d’água. 

Os tardígrados são um filo que contém mais de 1 000 espécies. Por causa de sua surpreendente resiliência – a capacidade de se recuperar mesmo depois de passar por condições extremas –, atraem a atenção de pesquisadores pelo mundo em busca de repostas para os limites da vida. 

As células

Todos os seres humanos pertencem a apenas uma espécie. As variações que vemos na cor da pele e dos cabelos, no formato e na cor dos olhos e em todas as demais características que poderíamos listar só reforçam o que sabemos em relação às demais espécies de seres vivos: existem variações entre os indivíduos.

Para podermos entender o que é uma célula, precisamos antes compreender que estamos falando de uma estrutura que, na imensa maioria dos casos, não é visível a olho nu.

Para que o olho humano possa distinguir objetos ou estruturas tão pequenos assim, menores do que 0,1 mm, são necessários instrumentos de aumento; por exemplo, os microscópios (do grego micro = pequeno; skopeo = vejo). Eles são formados por lentes que aumentam a imagem do que estamos analisando. O estudo das células, portanto, está diretamente relacionado ao aprimoramento dos microscópios.

Há basicamente dois tipos de microscópio empregados atualmente no estudo das células: o microscópio de luz e o microscópio eletrônico.

Microscopia de luz

O microscópio de luz é assim chamado porque utiliza a luz para iluminar os objetos em observação e propiciar seus estudos. Os microscópios atuais contêm dois conjuntos de lentes de aumento: a lente ocular, colocada na parte superior, onde o observador olha, e a objetiva, voltada para o objeto a ser observado.

Para ser observado ao microscópio de luz, um material deve ser fino o suficiente para ser atravessado pelo feixe de luz. O material-amostra deve ser colocado em uma lâmina de vidro transparente e coberto cuidadosa mente com outra pequena lâmina, chamada lamínula, que é muito fina. Nesse tipo de microscópio, podemos estudar células ou organismos, sejam vivos ou fixados, isto é, que passam por um processo no qual a atividade vital é interrompida. 

Alguns materiais, como a folha de uma árvore ou um pedaço de órgão animal, precisam ser cortados em finas “fatias” antes de serem observados. Diversos materiais precisam também ser corados, pois muitos tecidos ou células não contêm pigmentos naturais e são difíceis de serem visualizados ao microscópio. 

Existem corantes específicos para observar diferentes materiais ou estruturas. Alguns corantes são chamados vitais, pois permitem corar células ou organismos vivos sem matá-los. Outros são usados apenas em materiais fixados.

Microscópio de luz. 

Atualmente há microscópios de luz capazes de aumentar a imagem de uma amostra em até 2 mil vezes. Para saber qual é o aumento da imagem em relação ao objeto observado, deve-se multiplicar o poder de aumento da lente objetiva pelo poder de aumento da lente ocular. 

Assim, se a lente objetiva tiver poder de aumento igual a 10 vezes e a lente ocular também, a imagem do material observado por esse sistema de lentes terá o tamanho igual a 100 vezes o tamanho do material.

Microscopia eletrônica

O estudo das células por meio do microscópio de luz permitiu esclarecer um pouco a respeito de como são as células, mas o entendimento mais completo da estrutura celular só foi possível após o desenvolvimento do microscópio eletrônico, por volta de 1930.

Os microscópios eletrônicos permitem aumentar a imagem do mate rial em mais de 100 mil vezes. Essa imagem ampliada pode ser vista em uma tela, de forma semelhante ao que ocorre em um monitor de computador, porém em tons de preto e branco. 

Nesse tipo de microscópio não se pode analisar material vivo; somente material fixado. 

É possível obter fotografias da imagem observada na tela: as eletromicrografias. As imagens obtidas com esses microscópios podem ser tratadas por programas especiais de computador. Por exemplo, é possível colorir a imagem para identificar estruturas dentro de uma célula. Há basicamente dois tipos de microscópios eletrônicos: o de transmissão e o de varredura.

No microscópio de transmissão, são analisados cortes ultrafinos de células, e no de varredura são analisadas as superfícies de células e do corpo de organismos, obtendo-se um resultado tridimensional.

Da observação da célula à elaboração da teoria celular

O estudo das células está associado à invenção e evolução dos microscópios. Muito tempo se passou desde a observação da célula até a elaboração da teoria celular e isso só foi possível graças à divulgação científica, onde os estudos foram sendo complementados. 

Em 1665, o físico inglês Robert Hooke (1635-1703), em sua obra Micrografia, descreveu a observação que fez em microscópio, de lascas finas de cortiça da casca de uma árvore. Hooke verificou que elas tinham estrutura semelhante a favos de colmeia de abelhas, ou seja, uma rede de cavidades preenchidas por ar e denominou as cavidades de célula.

Robert Hooke

Em 1665, o cientista inglês Robert Hooke (1635-1703) publicou um trabalho com várias informações recolhidas por meio de observação de amostras de seres vivos feita utilizando um microscópio composto, que ele mesmo construiu. 

Uma das informações desse trabalho ficou especialmente conhecida: a de cortes muito finos de um pedaço de cortiça, material que forma a casca do tronco de uma planta chamada sobreiro, comum no sul da Europa.

Sobreiro, árvore da qual se retira a cortiça (chega a medir 20 m de altura). Apenas a casca do tronco é removida para a produção da cortiça. Note a diferença entre a parte inferior do tronco, sem a casca, e os ramos mais altos, com casca. A casca é novamente recomposta ao longo dos anos, de modo que a árvore não morre com sua remoção.

Hooke procurava entender as propriedades da cortiça. Nas suas observações, afirmou que a cortiça é formada por numerosos poros ou células. A palavra “célula” é o diminutivo de “cela”, que significa compartimento ou cubículo. Surge aí o

termo “célula”, mas não com o objetivo de se referir às células com o conceito que temos hoje.

O que Hooke visualizou foi, na verdade, a parede de células vegetais mortas, que formam a cortiça dos sobreiros.

Na mesma época de Hooke, Anton van Leeuwenhoek (1632-1723), um comerciante holandês, também fez descobertas observando amostras com um microscópio simples, com uma só lente de aumento, montado por ele. Leeuwenhoek observou e descreveu diversos materiais, como gotas da água de um lago e saliva, e notou que há neles seres formados por apenas uma célula.

Em 1671, Anton van Leewenhoek (1632-1723) produziu vários manuscritos em que desenhava a observação de células, porém não utilizava essa denominação, mas sim cavidades. No mesmo ano, Nehemiah Grew (1641-1712) também as registrou, utilizando entre outras terminologias, o termo células. 

Quase duzentos anos depois das considerações de Hooke e de Leeuwenhoek, em 1838, o botânico alemão Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), com base em observações feitas por ele e por outros cientistas, afirmou que todas as plantas são formadas por células. 

Em seguida, o zoólogo alemão Theodor Schwann (1810-1882) afirmou que todos os animais também são formados por células.

Ao longo do tempo, vários cientistas fizeram registros sobre a existência de células. Em 1839, a partir dos estudos de Mathias Schleiden (1804-1881) e Theodor Schwann (1810-1882) sobre a origem ou formação das células em vegetais e animais, pesquisadores passaram a defender a ideia de que todos os seres vivos são formados por células, a unidade básica dos organismos, e que há um princípio comum de desenvolvimento. 

Com base nessas observações, foram elaboradas duas partes do que conhecemos hoje como Teoria celular: 

1) A célula é a unidade básica da vida. 

2) Todos os organismos são formados por uma ou mais células. Por volta de 1858, o médico polonês Rudolf Virchow (1821-1902) notou que as células se formavam a partir de outras células. Virchow adicionou a terceira parte da Teoria celular: 

3) Todas as células surgem a partir de outras células.

A CÉLULA 

A célula é a unidade estrutural do ser vivo, responsável por sua forma e pelo modo como ele funciona. 

De acordo com a teoria celular, proposta no século XIX, todos os seres vivos são formados por células, e são elas as responsáveis pelos processos que permitem a sobrevivência dos seres vivos. 

Ainda de acordo com essa teoria, cada célula é formada a partir de outra preexistente. Isso significa que elas têm capacidade de reprodução. 

As diversas observações de células ao longo do tempo revelaram que todas as células apresentam uma estrutura básica formada por três componentes: a membrana plasmática, o citoplasma e a cromatina.

A membrana plasmática é uma película muito fina que envolve a célula, separando o interior da célula do ambiente externo. Ela controla a entrada e a saída de substâncias da célula.

O citoplasma é o espaço ocupado pelo citosol, uma substância viscosa onde estão diversas estruturas. Entre essas, destacam-se as organelas, que desempenham funções bem definidas na atividade da célula.

A cromatina é um material composto de DNA e proteínas que controla o funcionamento da célula. Ela contém informações que são passadas para os descendentes dos seres vivos durante a reprodução. Nas células da maioria dos seres vivos, a cromatina é separada do citoplasma pela membrana nuclear.

TIPOS DE CÉLULA 

As células foram descobertas graças ao desenvolvimento do microscópio, um instrumento que amplia imagens. Existem atualmente diversos tipos de microscópios, que continuam sendo fundamentais para o estudo das células. 

As observações feitas pelos cientistas os levaram a classificar as células em dois grupos principais: células procarióticas e células eucarióticas.

Na célula procariótica (do latim pro = primeiro e cario = núcleo), a cromatina está em contato direto com o citosol, pois não existe uma membrana delimitando o núcleo celular. Geralmente, há um envoltório externo à membrana plasmática chamado parede celular.

Os dois grupos de organismos atualmente conhecidos que apresentam células procarióticas são as bactérias e as arqueas. Os biólogos acreditam que os primeiros seres vivos eram formados por células procarióticas e que algumas delas sofreram modificações que deram origem às células eucarióticas. 

Na célula eucariótica (do latim eu = verdadeiro), existe uma membrana – a membrana nuclear – que separa a cromatina do citosol, delimitando o núcleo celular. Animais, plantas, fungos, algas e protozoários são exemplos de seres formados por células eucarióticas. 

As células eucarióticas apresentam estruturas chamadas organelas celulares. Nessas organelas, acontece grande parte das atividades celulares. Entre as células eucarióticas animais e vegetais, existem algumas diferenças estruturais. As células animais não apresentam parede celular, cloroplastos e grandes vacúolos, por exemplo.

SERES UNICELULARES E SERES PLURICELULARES 

Muitos seres vivos são formados por apenas uma célula e, por isso, são chamados unicelulares. As bactérias, alguns tipos de fungo e de alga e os protozoários são exemplos de seres unicelulares. 

A hipótese dos cientistas é de que, em algum momento da história dos seres vivos, seres unicelulares eucarióticos formaram agrupamentos de células, dando origem aos seres pluricelulares, que são constituídos de mais de uma célula. Os seres humanos, os demais animais, as plantas e muitos fungos e algas são seres pluricelulares.

A ameba, que é um protozoário, é um organismo unicelular que vive na água doce, entre outros ambientes. Foto ao microscópio de luz, aumento de cerca de 70 vezes.

Os tecidos celulares 

A maioria dos seres pluricelulares apresenta agrupamentos de células de um mesmo tipo que desempenham funções específicas, os tecidos. 

Os tecidos são fundamentais para que o organismo se mantenha estruturado e funcionando adequadamente. 

Os animais, por exemplo, geralmente apresentam tecido muscular, que é formado por células alongadas que têm a capacidade de se contrair e relaxar, possibilitando o movimento.
As plantas também apresentam tecidos específicos. Um exemplo é o tecido de revestimento, composto de células que formam uma camada contínua, sem espaços entre elas. Esse tecido cobre a planta e a protege contra a perda excessiva de água por transpiração.

A epiderme é um tecido de revestimento que recobre o corpo das plantas. Na imagem, um trecho da epiderme de uma folha de lírio-do-vale. Foto ao microscópio de luz, aumento de cerca de 120 vezes.

METABOLISMO 

Os seres vivos são formados por diversas substâncias, como água, sais minerais, proteínas e carboidratos. Essas substâncias passam por transformações no interior de cada ser vivo, seja ele um organismo unicelular, seja composto de muitas células. 

O conjunto dessas transformações é denominado metabolismo, que envolve tanto a produção de novas substâncias como a decomposição de outras. A fotossíntese, a produção de proteínas, a digestão de nutrientes e a contração muscular são exemplos de atividades metabólicas. 

O metabolismo de diferentes seres vivos apresenta processos muito semelhantes: o modo de produzir proteínas, por exemplo, é praticamente o mesmo em todos os organismos eucariontes. Mas também existem diferenças, como nas formas de obter alimento. 

NUTRIÇÃO E RESPIRAÇÃO 

Os seres vivos realizam sua nutrição de maneiras diferentes. Os seres que produzem o próprio alimento, como os seres fotos sintetizantes, são chamados autótrofos. São autótrofas as algas, as plantas e certas bactérias. 

Os seres heterótrofos não são capazes de produzir o próprio alimento e, por isso, precisam ingerir ou absorver matéria produzida pelos autótrofos. Os animais, os fungos, os protozoários e alguns tipos de bactéria são exemplos de seres heterótrofos. 

Em muitos seres vivos, a utilização da energia contida nos ali mentos depende da respiração, processo em que ocorre absorção de gás oxigênio do ambiente e liberação de gás carbônico. 

No processo denominado respiração celular, os organismos utilizam o gás oxigênio obtido do ambiente para extrair dos alimentos a energia de que precisam. Esse processo gera como resíduo o gás carbônico, que precisa ser eliminado. Os seres vivos que utilizam o gás oxigênio no metabolismo são denominados aeróbios.

O alimento produzido pelos autótrofos, como a planta da foto, é essencial para a sobrevivência dos heterótrofos, como o gafanhoto.

ALIMENTOS E NUTRIENTES 

Alimento é qualquer substância que pode fornecer energia ao metabolismo ou matéria para a constituição do corpo do ser vivo. Em geral, os alimentos precisam ser digeridos para serem utilizados. 

Após a digestão, os nutrientes – substâncias presentes nos alimentos – estão disponíveis para utilização pelo corpo. Para o ser humano, por exemplo, as frutas e as verduras são alimentos importantes, pois fornecem fibras e nutrientes, como açúcares e vitaminas.

CARACTERÍSTICAS DOS SERES VIVOS

Durante séculos, estudiosos procuraram identificar as características comuns a todos os seres vivos que os diferenciavam da matéria inanimada, ou seja, sem vida. 

Em nosso planeta, a Terra, há grande biodiversidade, isto é, ampla variedade de formas de vida, que inclui plantas, insetos, moluscos, peixes, aves, mamíferos, microrganismos e tantos outros seres. 

Embora sejam diferentes uns dos outros, todos os seres vivos têm características comuns que os distinguem da matéria não viva. Por exemplo, eles precisam se alimentar, podem se movimentar, reagem a estímulos do ambiente, reproduzem-se. Todos os seres vivos nascem, desenvolvem-se e morrem, enfim, têm um ciclo de vida. 

Ciclo de vida 

Todos os seres vivos apresentam um ciclo de vida, constituído por nascimento, desenvolvimento, reprodução e morte. 

O nascimento é a etapa inicial da vida de um ser vivo. O desenvolvimento é um processo no qual um organismo passa por uma série de transformações no corpo, sejam internas, sejam externas. A reprodução envolve todos os processos nos quais os seres vivos geram descendentes e pode ocorrer, ou não, durante a vida de um ser vivo. A morte finaliza o ciclo de vida, o qual varia conforme o ser vivo. 

Alguns seres vivos podem alcançar centenas de anos, como as araucárias, árvores das regiões Sul e Sudeste do Brasil, que podem chegar a 500 anos ou mais, enquanto outros apresentam um ciclo de vida completo bastante curto, como alguns mosquitos, que vivem, em média, apenas alguns dias.

Em geral, para se obterem dados sobre o ciclo de vida de determinada espécie, alguns indivíduos são observados em seu ambiente natural. São coletados dados sobre hábitos, modo de reprodução e alimentação, tempo de vida, entre outras informações. Entretanto, há casos em que os indivíduos não são mais encontrados na natureza. 

A ararinha-azul é um exemplo de ser vivo criticamente ameaçado de extinção. Elas são consideradas extintas da natureza desde o ano 2000, mas podem ser encontradas em zoológicos e em centros de reprodução no Brasil e em alguns países da Europa e da Ásia. 

Esses locais buscam possibilitar a reprodução desses animais em cativeiro e treiná-los para que seja possível reintroduzi-los em seus ambientes naturais. Assim, grande parte das informações sobre esses organismos não é obtida na natureza, e sim nesses locais.

Resposta a estímulos 

Os seres vivos também têm em comum a capacidade de interagir e responder a variados estímulos do ambiente. A luz, o som, os odores, a umidade e a temperatura são alguns dos estímulos que podem gerar nos seres vivos diferentes respostas. 

A dioneia é uma planta carnívora cujas folhas são modificadas em armadilhas que possibilitam a captura de animais, principalmente insetos. 

Em geral, essa planta atrai esses pequenos animais pelos odores e pelas cores que apresenta. Ao entrarem em contato com as estruturas presentes na folha da dioneia, os animais provocam o seu fechamento. 

Quando um animal é aprisionado pela planta carnívora, substâncias liberadas por ela o digerem, e os nutrientes do inseto são absorvidos pela planta. 

Dioneia (Dionaea muscipula).

 Inseto sobre a folha da dioneia.

A resposta ao estímulo é o fechamento da folha.

A dioneia é uma planta carnívora cujas folhas são modificadas em armadilhas que possibilitam a captura de animais, principalmente insetos. 

Em geral, essa planta atrai esses pequenos animais pelos odores e pelas cores que apresenta. Ao entrarem em contato com as estruturas presentes na folha da dioneia, os animais provocam o seu fechamento. 

Quando um animal é aprisionado pela planta carnívora, substâncias liberadas por ela o digerem, e os nutrientes do inseto são absorvidos pela planta. 

Metabolismo

Todos os seres vivos são capazes de alterar a composição inicial dos materiais, formando novos materiais no interior de seu corpo e de suas células. O conjunto dessas transformações é chamado metabolismo. 

Para que o metabolismo ocorra, é necessário energia, que é obtida pelos seres vivos por meio dos nutrientes presentes nos alimentos. 

Os animais obtêm nutrientes alimentando-se de outros seres vivos ou de partes deles. Já as plantas produzem seus próprios nutrientes por meio da fotossíntese, um processo que ocorre na presença de luz. 

A fotossíntese é um importante processo para a vida no planeta Terra. Na presença de luz, os organismos produtores, como as plantas, utilizam gás carbônico e água do ambiente para formar glicose – um carboidrato – e gás oxigênio. 

O gás oxigênio é liberado na atmosfera e é utilizado na respiração da maioria dos seres vivos, incluindo as próprias plantas. Já os carboidratos são utilizados pela planta como fonte de energia para a realização de uma série de funções e processos que garantem a sobrevivência dela.

Células

Em meados do século XIX, o botânico alemão Matthias Jakob Schleiden (1804-1881) e o fisiologista também alemão Theodor Schwann (1810-1882), propuseram uma teoria que ficou conhecida como teoria celular. 

Inicialmente, essa teoria indicava que todos os seres vivos são compostos de uma ou mais células. Com o avanço dos estudos, outros conhecimentos foram adicionados a essa ideia inicial.

O corpo de todos os seres vivos é formado por unidades muito pequenas, chamadas células. As células são as menores unidades estruturais e funcionais dos seres vivos. É por meio do metabolismo celular que o corpo obtém energia para que sejam realizados processos essenciais à vida, como nutrição, respiração, reprodução, entre outros.

Atualmente, admite-se que todos os seres vivos são formados por células e que todas as atividades essenciais à vida ocorrem no interior delas. Por isso, as células são consideradas as unidades estruturais e funcionais dos seres vivos, ou seja, são as menores estruturas presentes em um ser vivo capazes de realizar as atividades que se referem à vida, como resposta a estímulos externos, metabolismo e ciclo de vida. Além disso, sabe-se que todas as células se originam a partir de uma célula preexistente. 

Alguns seres vivos, como as bactérias e os protozoários, têm apenas uma célula: são chamados unicelulares. Outros, como os animais e os vegetais, são constituídos por várias células e, por isso, são chamados pluricelulares. 

Tipos celulares 

Existem diversos tipos de célula. Em organismos pluricelulares, a variedade pode ser observada em um mesmo indivíduo. Observe a seguir imagens de algumas células presentes no corpo humano. 

Adipócitos, células humanas relacionadas à reserva de gordura. Imagem ampliada 200 vezes (quando aplicada com 5 cm de largura); colorida artificialmente.

Hemácias, células presentes no sangue relacionadas ao transporte de gás oxigênio no corpo. Imagem ampliada 2 000 vezes (quando aplicada com 5 cm de largura); colorida artificialmente.

Neurônios, células responsáveis por produzir e transmitir impulsos nervosos. Imagem ampliada 400 vezes (quando aplicada com 5 cm de largura); colorida artificialmente.

Estrutura das células 

Todas as células apresentam algumas estruturas em comum, como a membrana plasmática (ou membrana celular), o citoplasma e o material genético. Outras estruturas podem estar presentes, dependendo da célula. 

Modelo de célula animal

A membrana plasmática delimita o interior da célula, controla a entrada e a saída de substâncias e permite a interação com outras células.

O citoplasma é o espaço que compreende todo o interior da célula, delimitado pela membrada plasmática.

O material genético contém informações sobre as características do ser vivo, que são passadas de geração para geração por meio da reprodução. Em grande parte dos seres vivos, esse material genético é o DNA (sigla em inglês para ácido desoxirribonucleico).

Os organoides, também conhecidos como organelas citoplasmáticas, são responsáveis por diferentes atividades celulares, como a respiração celular. 

O núcleo está presente nas células animais e vegetais e abriga o material genético. Não está presente nas bactérias.

Modelo de célula vegetal.

Modelo de célula de bactéria.

Fatores bióticos e abióticos nos ambientes

Existe uma grande diversidade de ambientes na Terra. Podemos até afirmar que esses ambientes sofrem interferências do ser humano, em maior ou menor grau.

Os ambientes e seus graus de modificação

Na Terra existem vários ambientes onde, em geral, há seres vivos. Por exemplo: as pessoas que moram nas cidades vivem em ambiente urbano; já as que vivem no campo, em fazendas, roças ou sítios, moram em ambiente rural. Os ambientes urbano e rural são exemplos de lugares que apresentam modificações promovidas pelo ser humano em diferentes graus. Praticamente todos os ambientes na Terra sofreram modificações diretas ou indiretas feitas pelo ser humano. Veja a seguir.

Para entender como os ambientes funcionam, é necessário reconhecer os elementos que os compõem e os caracterizam e como interagem entre si. Observe novamente as imagens desta página e perceba os elementos nelas existentes: casas, ruas, árvores, capim, luz solar, solo, animais, etc. Juntos, todos esses elementos que compõem os ambientes podem ser divididos em dois grandes grupos: os fatores abióticos e os fatores bióticos.

Manguezal com guarás (Eudocimus ruber) em Guaraqueçaba (PR), em 2017.

Campos Sulinos em Santana do Livramento (RS), em 2017.

A cidade é um ambiente urbano com alto grau de modificação na paisagem original. Salvador (BA), em 2017.

Um vilarejo pode ser considerado um ambiente urbano desde que tenha serviços e comércio, mas com um grau de modificação menor que o de uma cidade. Jandaíra (BA), em 2018.

Fatores abióticos

O termo abiótico tem origem nas palavras: bios, do grego, que significa ‘vida’; e a, também do grego, quando usado como prefixo, quer dizer ‘des provido de’.

Os ambientes apresentam características que determinam a paisagem, por exemplo: o relevo (identifica se a região é montanhosa, plana ou com pequenas elevações), o tipo de solo (indica se é arenoso, argiloso, pedregoso), a quantidade de chuvas (ou precipitação), a variação de temperatura ao longo do ano, a intensidade dos ventos, etc. Além de ajudar a caracterizar um ambiente, esses fatores também são essenciais para a manutenção de determinados seres vivos nesses ambientes.

Assim, de forma geral, podemos listar como principais fatores abióticos de um ambiente: 

- solo (tipo, constituição, permeabilidade); 

- água (quantidade de água disponível no ambiente); 

- umidade (quantidade de vapor de água existente no ar); 

- calor (quantidade de energia térmica e variação da temperatura); 

- luminosidade (intensidade de luz solar no ambiente); 

- clima (condições atmosféricas do ambiente).

Vegetação da Caatinga no Parque Nacional da Serra da Capivara (PI), em 2015. A planta em primeiro plano é um xiquexique, que pode atingir até 3 m. Os fatores abióticos deste ambiente são: solo – arenoso (muito permeável) e pedregoso; água – pouco disponível; umidade – muito baixa, o ar é muito seco; calor – temperatura média muito alta; luminosidade – intensa; clima – seco.

Se estivermos tratando de um ambiente aquático, também podemos considerar os fatores abióticos na água: 

- oxigenação (quantidade de gás oxigênio dissolvido na água, disponível para os organismos); 

- salinidade (quantidade de sais dissolvidos e diluídos na água); 

- calor (quantidade de calor e variação de temperatura); 

- luminosidade (intensidade de luz solar que penetra na água); - turbidez (medida da transparência da água).

Tartaruga-de-pente em Fernando de Noronha (PE), em 2016. Os fatores abióticos neste ambiente são: oxigenação – relativamente constante nos recifes; salinidade – relativamente constante em todo o oceano Atlântico; calor – temperaturas médias altas, em torno de 25 ºC; luminosidade – intensa; turbidez – águas limpas e muito claras, com pouca turbidez.

Fatores bióticos

Vamos ver agora como os seres vivos, chamados de fatores bióticos, podem interferir direta ou indiretamente no próprio ambiente. 

Para facilitar nosso estudo, podemos organizar os seres vivos em categorias. 

Cada organismo pertence a uma espécie. Organismos de uma espécie formam uma população, que ocupa determinado local. 

O conjunto das populações que vivem em um ambiente é denominado comunidade, que, com os fatores abióticos, forma o ecossistema.

A população é o conjunto de indivíduos de uma espécie vivendo em uma mesma área. 

A comunidade é formada pelo conjunto de populações também convivendo em uma mesma área. 

O ecossistema é formado pela interação entre a comunidade e os fatores abióticos.

A imagem abaixo mostra uma região do Pantanal. É possível identificar alguns fatores bióticos, como capins, arbustos e aves. Também há populações de garça-branca-grande, cabeça-seca e de tuiuiú. Todas essas populações juntas formam uma comunidade de determinada região do Pantanal. Ao considerar os fatores abióticos de determinada região, assim como os fatores bióticos (comunidade) e todas as interações que existem entre eles, chegamos ao conceito de ecossistema.

Região de trecho alagado e de terra firme do Pantanal Mato-Grossense (MT).

Nesta imagem do Pantanal, tudo o que se vê faz parte de um ecossistema. Nos ecossistemas, os se res vivos e o ambiente interagem entre si, de modo a causar alterações no ambiente e nos próprios seres vivos.