O reino dos protoctistas

O reino Protoctista inclui seres eucarióticos conhecidos popularmente como protozoários e algas. Os protozoários são heterotróficos e unicelulares; já as algas são aquáticas, autotróficas fotossintetizantes e podem ser tanto unicelulares quanto pluricelulares.

As algas As algas formam um grupo muito numeroso. Existem algas de vários tamanhos: microscópicas ou macroscópicas. O corpo das espécies pluricelulares, denominado talo, pode formar filamentos, lâminas ou estruturas que lembram os caules e as folhas das plantas. No entanto, ao contrário do que acontece nas plantas, os talos não são constituídos de tecidos nem de órgãos.

Exemplo de alga pluricelular da espécie Ecklonia radiata.

A diversidade e a classificação das algas As algas exibem uma enorme variedade de tonalidades. Além da clorofila, sempre presente, possuem outros pigmentos. Essa variedade de pigmentos é uma das características consideradas no estudo e na classificação desses seres.

Entre as algas unicelulares destacam-se os dinoflagelados, os euglenoides e as diatomáceas. Entre as pluricelulares destacam-se as algas pardas, as algas vermelhas e as algas verdes. Nesse último grupo, também há diversas espécies unicelulares. 

Algas pluricelulares apresentam estruturas mais complexas e podem ter talos bastante especializados; elas vivem fixas no fundo de rios e mares ou em pedras e outros substratos.  

  

Exemplos de algas unicelulares

                  

Dinoflagelado da espécie Noctiluca scintillans (ampliada cerca de 50 vezes).

Euglena (Euglena sp.) (ampliada cerca de 700 vezes). (C) Diatomácea da espécie Actinoptychus heliopelta (ampliada cerca de 80 vezes). 

A reprodução das algas 

As algas podem se reproduzir sexuada ou assexuadamente. A reprodução sexuada ocorre pela fusão de gametas. A assexuada pode acontecer nas algas macroscópicas pela fragmentação dos talos e nas algas unicelulares por divisão binária.

Os protozoários 

Os protozoários podem apresentar hábito de vida livre, ser parasitas ou viver associados a outros organismos. Os de vida livre estão distribuídos por diversos ambientes, como rios, lagos, mares, solos úmidos e substratos lodosos. Além disso, há protozoários que parasitam animais e plantas, causando-lhes diversas doenças e problemas de saúde.

A diversidade e a classificação dos protozoários 

Os protozoários são unicelulares, e a complexidade de suas células pode variar muito entre as espécies. A presença de estruturas especializadas para a locomoção e os tipos dessas estruturas são características utilizadas para classificá-los em grupos. Descrevemos alguns deles a seguir.

• Rizópodes: deslocam-se por pseudópodes, que são expansões do cito plasma. Esse processo também é empregado na captura de alimento, na chamada fagocitose. Exemplo: ameba. 

• Flagelados: deslocam-se por meio de estruturas em forma de chicote, os flagelos. Exemplos: giárdia e tripanossomo. 

• Ciliados: locomovem-se por meio de numerosos cílios. Exemplo: paramécio. 

• Esporozoários: não possuem estrutura de locomoção. A grande maioria é parasita. Exemplo: plasmódio.

Paramécio (Paramecium sp.), um ciliado (ampliada cerca de 830 vezes).

Ameba da espécie Chaos carolinense, emitindo pseudópodes sobre um corpo estranho (ampliada cerca de 16 vezes).

Tripanossomos da espécie Trypanosoma cruzi, flagelados causadores da doença de Chagas (ampliada cerca de 3.080 vezes).

Ameba

A reprodução dos protozoários O processo mais comum é o assexuado, por divisão binária, que ocorre em rizópodes, flagelados e ciliados. 

Nos ciliados pode haver também outra forma de reprodução, a conjugação: os dois indivíduos se aproximam de forma que ocorra transferência de material genético entre eles.

Os protoctistas na Saúde Pública, na Economia e no ambiente

Com o desmatamento e a transformação dos ambientes naturais, decorrentes dos processos de urbanização e industrialização, o contato entre seres humanos e o ciclo natural de diversos parasitas passou a ser muito comum. Essa situação tem sido responsável por uma série de problemas de saúde pública, a exemplo das altas incidências de doenças causadas por protozoários, como a malária, a doença de Chagas e a leishmaniose. 

As algas marinhas são utilizadas como alimento e fornecem produtos para o ser humano. Podemos citar, por exemplo, o comércio da alga vermelha do gênero Porphyra, chamada no Japão de “nori” e usada para preparar sushi (comida à base de alga e arroz). 

O ágar, extraído de algumas algas, é utilizado nas indústrias de alimentos, cosméticos e medicamentos e, em atividades de laboratório, para o cultivo de microrganismos. 

A maioria das algas microscópicas flutua nas águas e, com as cianobactérias, compõem o fitoplâncton, base da cadeia alimentar dos ecossistemas aquáticos. O fitoplâncton é responsável por cerca de 90% de toda a produção do gás oxigênio do planeta.

O reino dos moneras

O reino dos moneras reúne seres unicelulares e procarióticos. Seus representantes são as bactérias e as arqueas. Há poucas décadas, com o avanço das pesquisas, foi possível diferenciar esses dois tipos de se res procarióticos, que passaram a ser classificados em dois domínios diferentes.

As arqueas

As arqueas são encontradas em diversos ambientes. Muitas delas conseguem sobreviver em ambientes com condições extremas, como pântanos (onde há baixa disponibilidade de gás oxigênio), salinas (onde existe grande concentração de sal) e poças de origem vulcânica (onde a temperatura é muito alta). As arqueas são procarióticas, assim como as bactérias, porém diferem delas significativamente em relação a outras características, como a composição genética.

Arqueas já foram encontradas em ambientes extremos, como o da foto, que apresenta temperaturas muito altas. (Parque Nacional de Yellowstone, Estados Unidos, 2016.)

As bactérias 

São encontradas em diversos ambientes. Elas podem ser parasitas ou de vida livre e viver no solo, em água doce ou salgada, em suspensão no ar ou em associação com outros seres vivos. 

Há muitas bactérias no corpo humano. Elas se distribuem pelos diferentes tecidos e órgãos e muitas têm funções relevantes. 

No sistema digestório, por exemplo, há comunidades de bactérias que desempenham um papel fundamental na digestão de certos alimentos e na regulação da função intestinal. As bactérias também se beneficiam dessa relação, pois se alimentam do que o corpo humano ingere ou secreta.

A estrutura celular das bactérias 

As bactérias são seres microscópicos, medidas geralmente em micrômetros (μm). Elas podem viver isoladamente ou em grupos, constituindo colônias, e suas células podem apresentar diversas formas.

Coco (forma esférica).

Estreptococo (colônia de cocos alinhadas).

 Bacilo (forma de bastonete).

Espirilo (forma espiralada).

 Vibrião (forma de vírgula).

As células bacterianas possuem quatro partes principais: parede bacteriana, membrana plasmática, material genético e citoplasma.

Representação esquemática de uma célula bacteriana, mostrando seus principais componentes.

A reprodução das bactérias 

A maioria das bactérias se reproduz pela divisão da bactéria mãe em duas bactérias filhas idênticas. Por meio desse processo, denominado divisão binária, as bactérias podem se reproduzir rapidamente, caso não existam limitações de alimento ou de outros recursos necessários para o seu desenvolvimento. 

Em condições adequadas, uma única bactéria pode dividir-se a cada 20 minutos. Assim, em menos de 24 horas, uma única bactéria pode originar mais de 7 bilhões de bactérias (número aproximadamente igual ao da população humana). 

As bactérias na cadeia alimentar 

As bactérias são muito importantes para o funcionamento dos ecos sistemas. As autotróficas, capazes de produzir seu próprio alimento, são fontes de alimento para outros seres vivos, e as heterotróficas, que dependem de outros seres vivos para se alimentar, podem ser, por exemplo, decompositoras ou parasitas. 

De acordo com sua forma de nutrição, as bactérias podem ser classificadas em:

• bactérias autotróficas fotossintetizantes, como cianobactérias: elas apresentam o pigmento clorofila, fundamental para a realização da fotossíntese. Com as algas (reino dos protoctistas), produzem grande parte do gás oxigênio do planeta e habitam principalmente ambientes aquáticos. 

• bactérias autotróficas quimiossintetizantes: elas utilizam substâncias inorgânicas, como compostos de ferro, enxofre ou nitrogênio, para produzir seu próprio alimento, independentemente da luz. 

• bactérias patogênicas: podem causar diversas doenças ao ser humano e a outros seres vivos. Essas doenças podem ser relativamente simples, como a acne e a cárie dentária, ou mais graves, como a hanseníase, a meningite, o tétano, o cólera, a leptospirose e a febre tifoide. 

Algumas dessas doenças podem ser prevenidas com vacinas, enquanto outras só podem ser tratadas com antibióticos.
• bactérias decompositoras: participam do impor tante processo de decomposição da matéria orgâ nica (como folhas, organismos mortos e fezes) em substâncias mais simples, que podem ser novamente incorporadas na cadeia alimentar.

As bactérias e a Biotecnologia 

A tecnologia que emprega os conhecimentos sobre os seres vivos geralmente com objetivos produtivos é denominada Biotecnologia. A produção de antibióticos, vitaminas, laticínios, vinagre e metano (combustível), por exemplo, é feita com o uso de bactérias. 

As bactérias também podem ser manipuladas geneticamente para que se obtenham produtos de interesse humano. Por exemplo, algumas bactérias podem receber fragmentos de DNA de outros seres vivos e ser induzidas a produzir materiais de interesse, como a insulina humana. 

Há também bactérias que podem ser utilizadas no processo de biorremediação, que emprega seres vivos para a descontaminação de ambientes. Elas são capazes de degradar óleos e outros poluentes, retirando-os do ambiente.

Os vírus

A estrutura dos vírus

Os vírus são microscópicos e não apresentam organização celular. Eles são formados apenas pelo material genético, envolvido por uma cápsula de proteína, chamada capsídio. Alguns vírus têm estruturas para aderir às células, como é o caso do vírus bacteriófago, que tem cauda e fibras da cauda que interagem com estruturas de bactérias. 

Os vírus só conseguem se reproduzir no interior de células vivas; por isso, são considerados parasitas obrigatórios. Como não são formados por células, os vírus não se encaixam em nenhum reino descrito e discute-se se devem ou não ser considerados seres vivos.

Vírus do mosaico do tabaco, responsável pela infecção de plantas. (Imagem obtida com microscópio eletrônico, colorizada artificialmente e ampliada cerca de 44.000 vezes.)

Bacteriófago, vírus que parasita bactérias. (Imagem obtida com microscópio eletrônico, colorizada artificialmente e ampliada cerca de 200.000 vezes.)

A reprodução viral e as viroses 

Fora do ambiente intracelular, os vírus não manifestam nenhuma atividade. Entretanto, ao entrar em contato com uma célula hospedeira, um único vírus é capaz de originar milhões de novos indivíduos em algumas horas. 

Os vírus causam doenças ou infecções chamadas viroses. Podem parasitar animais, plantas e outros organismos. São responsáveis por inúmeras doenças no ser humano, como: caxumba, rubéola, raiva, saram po, hepatite infecciosa, dengue, gripe, resfriado, poliomielite, herpes, febre amarela e aids.

Vacinação 

A varíola é uma doença muito grave, causada por vírus, que causou surtos no Brasil e em outros países. Ela provoca erupções pelo corpo e frequente mente a morte dos pacientes. Os chineses, muito tempo antes da invenção da vacina, trituravam as cascas de feridas de varíola e sopravam o pó através de um cano de bambu nas narinas das crianças. Muitas das crianças que recebiam esse tratamento ficavam protegidas, não sendo contaminadas pelo vírus da varíola mesmo ao entrar em contato com pessoas doentes. 

No final do século XVIII, o médico britânico Edward Jenner (1749-1823) observou que algumas vacas possuíam feridas parecidas com a da varíola e que mulheres responsáveis pela ordenha desses animais, se expostas a um doente de varíola, tinham uma versão bem mais branda da doença. Ele então recolheu o líquido das feridas das vacas e aplicou em arranhões de um garoto. Posteriormente, a ser exposto ao vírus da varíola, o menino não contraiu a doença. 

Com base nos resultados desse e de outros experimentos, surgiram as primeiras vacinas. Vacinas são meios de prevenção de algumas doenças. O termo vacina vem do latim vaccinus, que significa vaca, animal do qual Jenner retirou os vírus da varíola. 

As vacinas contêm o microrganismo causador da doença morto ou enfraquecido, ou ainda partes dele. Ao ser aplicada em uma pessoa, ela promove uma reação do sistema de defesa do organismo. Com isso, ao entrar em contato com o agente causador da doença, o organismo reage mais rapidamente, resultando em uma forma mais branda da doença ou impedindo seu desenvolvimento. 

As vacinas são uma eficiente medida de prevenção contra os vírus, reduzindo o número de casos e até ajudando na erradicação de algumas doenças, como a varíola e a poliomielite. No entanto, nem todas as viroses podem ser prevenidas por vacinação. Atualmente, há vacinas para diversas viroses, como sarampo, rubéola e febre amarela.

A importância da classificação dos seres vivos

A biodiversidade do planeta Terra é muito grande. Estima-se que haja de 7 a 10 milhões de espécies, mas apenas cerca de 1,5 milhão delas foram descritas, estudadas e classificadas. 

A classificação facilita, por exemplo, o estudo dos hábitats em que esperamos encontrar certos seres vivos, o planejamento de estratégias de conservação da biodiversidade e a identificação e a seleção de seres vivos para serem utilizados pelo ser humano, por exemplo, na produção de medicamentos pela indústria farmacêutica.

A classificação de elementos da natureza é parte do trabalho científico. Na imagem, coleção de borboletas no Museu de Zoologia da Universidade de São Paulo.

Atualmente, os critérios de classificação procuram refletir a história evolutiva das espécies, ou seja, a história das modificações que ocorreram nos seres vivos ao longo do tempo, indicando o grau de parentesco evolutivo entre elas e a existência de um ancestral comum. 

De maneira geral, quanto maior é o grau de parentesco evolutivo entre os seres vivos e quanto mais recente é o ancestral comum que eles compartilham, maior é a quantidade e a relevância de semelhanças entre eles. 

Os principais critérios adotados pelos pesquisadores para estudar as relações entre os seres vivos são morfológicos (forma do corpo), fisiológicos (funções corpóreas), comportamentais e genéticos (material genético).

(A)

(B)

(A) Esqueleto da cobra-nariz-de-escudo (Aspidelaps scutatus). (B) Esqueleto de macaco-rhesus (Macaca mulatta). Uma das características morfológicas comuns a esses dois animais é a presença de coluna vertebral e crânio, que os agrupam como vertebrados.

Histórico da classificação dos seres vivos 

Uma das primeiras tentativas registradas de classificação dos seres vivos foi feita pelo filósofo grego Aristóteles (384 a.C.-322 a.C.) há cerca de 2.400 anos. Ele estudou principalmente os animais e classificou-os em dois grandes grupos: os “com sangue” e os “sem sangue”. Teofrasto (372 a.C.-287 a.C.), discípulo de Aristóteles, classificou as plantas utilizando como critério o tamanho, dividindo-as em árvores, arbustos e ervas.

Até o início do século XVIII, esses critérios sofreram poucas modificações. Alguns naturalistas classificavam os animais de acordo com seu modo de locomoção; outros, conforme o ambiente em que viviam. Por exemplo, aves, morcegos e insetos eram classificados como animais aéreos, mas hoje sabe-se que eles são muito diferentes entre si. Essas classificações, que não consideram a história evolutiva das espécies, são consideradas artificiais. 

A classificação utilizada pela Ciência atualmente é considerada natural, isto é, agrupa os seres vivos de acordo com as relações de parentesco evolutivo entre eles. De maneira geral, quanto mais semelhanças duas espécies apresentarem entre si, mais próximo será seu grau de parentesco.

No século XVIII, o botânico, zoólogo e médico sueco Carl von Linné (1707-1778), ou Lineu, buscava classificar a diversidade da vida. Para isso, ele utilizou um sistema de classificação que organizava os seres vivos por grupos de organismos semelhantes e criava categorias. 

Lineu desenvolveu uma nomenclatura científica que poderia ser adotada para reconhecer os seres vivos, padronizada para todos os pesquisadores, independentemente de sua origem e de sua língua materna, evitando assim possíveis desentendimentos na comunicação entre eles.

Nessa nomenclatura, o nome científico de uma espécie é composto de duas palavras, geralmente em latim. A primeira se refere ao gênero, e o conjunto das duas determina a espécie. Essas palavras devem sempre estar destacadas no texto, em itálico ou sublinhadas separadamente. Somente a palavra que se refere ao gênero deve ser iniciada com letra maiúscula.

O nome científico da onça-pintada, por exemplo, é Panthera onca. Panthera se refere ao gênero e Panthera onca determina a espécie.

 

O sistema de classificação de Lineu

A primeira tentativa de classificação com base em características estruturais ou anatômicas foi realizada em 1735 pelo naturalista e médico sueco Carl von Linné (1707-1778), conhecido em português como Lineu. 

Esse sistema foi publicado em seu livro Systema Naturae. No sistema proposto por Lineu, a espécie é a unidade básica de classificação. De maneira geral, espécies são grupos de indivíduos semelhantes que, em condições naturais, são capazes de se reproduzir e de dar origem a descendentes férteis.

As diferentes categorias de classificação, chamadas de categorias taxonômicas ou táxons, foram ampliadas em relação à proposta de Lineu. No atual sistema de classificação, espécies semelhantes são agrupadas em um mesmo gênero; os gêneros semelhantes são agrupados em uma mesma família; famílias semelhantes são reunidas em uma ordem; ordens semelhantes são agrupadas em uma classe; classes semelhantes são agrupadas em um filo; e filos semelhantes são agrupados em um reino.

A nomenclatura científica

A classificação de uma espécie inclui sua nomenclatura, de modo que ela possa ser identificada com facilidade, independentemente do local do mundo onde esteja o pesquisador e do idioma que ele fale. 

Dessa forma, a nomenclatura científica possibilita a comunicação precisa entre os pesquisadores. Por exemplo, mandioca, maniva, aipim e macaxeira são nomes populares e regionais que correspondem à mesma espécie no Brasil, cujo nome científico é Manihot esculenta.

Também existem nomes populares que cor respondem a mais de uma espécie. O abacaxi, por exemplo, pode ser das espécies Ananas comosus ou Ananas ananassoides. 

O nome científico de uma espécie é binomial, isto é, composto de dois termos, escritos em latim e destacados do texto. Considerando, por exemplo, o nome científico do ipê-amarelo, Tabebuia alba, o primeiro termo, Tabebuia, indica o gênero ao qual a árvore pertence e deve ser escrito sempre com inicial maiúscula. Os dois termos juntos, Tabebuia alba, indicam a espécie. O segundo termo é escrito com inicial minúscula e nunca deve ser escrito sozinho.

No imenso território brasileiro, a espécie Tabebuia alba tem diversos nomes populares, como ipê-amarelo, ipê-ouro, ipê-pardo, ipê-tabaco, ipê-do-cerrado e ipê-dourado.

Os reinos

Diversas propostas de classificação dos seres vivos foram sugeridas por diferentes estudiosos e cientistas. Conforme novas tecnologias eram desenvolvidas, novos critérios podiam ser identificados e utilizados, resultando em novas classificações. 

Esse processo continua até os dias de hoje. Nesta estudo, utilizaremos a classificação dos seres vivos pro posta inicialmente pelo biólogo, botânico e ecologista estadunidense Robert H. Whittaker (1920-1980), em 1969, e, posteriormente, modificada pela bióloga estadunidense Lynn Margulis (1938-2011) e pela bióloga inglesa Karlene V. Schwartz (1936-). Elas propuseram que os seres vivos poderiam ser classificados em cinco reinos.

Os cinco reinos dos seres vivos

A classificação que abordamos reúne todos os seres vivos em cinco reinos: Monera (das bactérias e arqueas), Protoctista (das algas e protozoários), Fungi (dos fungos), Animalia (dos animais) e Plantae (das plantas). Veja a seguir algumas características dos seres vivos que compõem cada reino.

• Monera: formado por seres unicelulares, procarióticos (não têm membrana envolvendo o núcleo) e autotróficos ou heterotróficos.  São as bactérias e as arqueas.

• Protoctista: unicelulares ou pluricelulares, eucarióticos, autotróficos ou heterotróficos. e que podem ou não realizar fotossíntese. São os protozoários e as algas.

• Fungi: formado por seres vivos unicelulares ou pluricelulares, eucariontes, que não realizam fotossíntese e obtêm alimento por absorção. Exemplos: bolores e leveduras.

• Plantae: formado por seres vivos pluricelulares, eucariontes e que realizam fotossíntese. São as plantas.

• Animalia: formado por seres vivos pluricelulares, eucariontes (têm núcleo celular envolvido por membrana), que não realizam fotossíntese e, em sua maioria, obtêm seu alimento por ingestão. Inclui organismos como mamíferos, aves, insetos e peixes.

Essa é uma classificação possível, mas não é a única. Há classificações que consideram uma categoria acima de reino, chamada domínio. 

Nela, os procariontes são divididos em dois domínios, Archaea e Bacteria, e os demais seres vivos são classificados no domínio Eukarya.