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.