OS SENTIDOS

A CAPTAÇÃO DOS ESTÍMULOS 

Como foi estudado na Unidade anterior, uma das características dos seres vivos é a capacidade de perceber e reagir a estímulos do ambiente.

Vamos estudar como acontecem a percepção e a interação com o ambiente, considerando os animais vertebrados, mais especificamente os seres humanos. 

Os seres vivos têm a capacidade de perceber e interagir com o ambiente externo ou interno, ou seja, com o mundo ao seu redor e com o que acontece no seu próprio corpo. É dessa forma que nós percebemos que estamos com fome, que a água do banho está gelada, que determinado som é agradável e assim por diante. 

Nós captamos os estímulos ambientais por receptores sensoriais específicos, localiza dos em diversas partes do nosso corpo. Os receptores são formados por células especializadas em captar estímulos, as chamadas células sensitivas. Em alguns locais, certos receptores se agrupam e formam os órgãos dos sentidos: olhos, nariz, boca, orelhas e pele. 

A ideia de que temos cinco formas básicas de perceber o mundo, ou seja, cinco sentidos – visão, olfato, gustação, audição e tato – data do século IV a.C. e foi sugerida pelo filósofo grego Aristóteles (384 a.C. - 322 a.C.). Essa ideia permanece popular até os dias de hoje.

Contudo, o estudo do corpo humano progrediu muito desde os tempos de Aristóteles. Já sabemos, por exemplo, que o sentido do equilíbrio fornece informações sobre a posição do corpo e nos ajuda a manter a postura corporal. 

Assim, podemos acrescentar à relação dada pelo filósofo grego mais um sentido que utilizamos para perceber o ambiente. Para andar de skate, patinar, andar de bicicleta ou mesmo apenas caminhar, o sentido do equilíbrio permite manter a postura do corpo para ajustarmos braços, pernas e tronco, para não cair. Os cientistas sugerem que os nossos sentidos passam de 20 e que são bastante complexos. 

Esse assunto ainda exige muita discussão e estudo, pois não há consenso de quantos sentidos realmente temos. Muitos desses sentidos, apesar de terem nomes pouco conhecidos pelas pessoas, referem-se a sensações e percepções bastante familiares. A propriocepção, por exemplo, é o sentido que permite que você saiba onde se localiza cada parte do seu corpo, mesmo de olhos fechados. 

Feche os olhos e coloque seu dedo indicador no seu joelho esquerdo. Aposto que você conseguiu realizar esse feito. Mesmo que essa seja a primeira vez que você tenha ouvido falar em propriocepção, esse sentido faz parte da sua forma de perceber seu próprio corpo.

Porém, como os cientistas ainda não têm um consenso de quantos e quais são os senti dos humanos, vamos nos ater ao estudo dos sentidos mais tradicionalmente abordados nos materiais de Ciências: visão, olfato, gustação, audição, equilíbrio e tato.

Visão 

Os olhos são os órgãos responsáveis pelo sentido da visão. Neles há receptores que captam os estímulos luminosos e permitem distinguir cores, formas e a posição dos objetos.

Os olhos têm estruturas acessórias responsáveis pela sua proteção e por alguns de seus movimentos. Os supercílios e os cílios impedem a entrada direta de objetos estranhos, suor e raios solares. As pálpebras permitem sua lubrificação, fechamento e abertura, enquanto o sistema lacrimal produz as lágrimas, que lubrificam e limpam os olhos.

Estruturas acessórias do olho humano. O canal lacrimal faz parte do sistema lacrimal.

Quando estamos em um ambiente muito iluminado e passamos rapidamente para um local pouco iluminado, demo ramos um certo tempo para enxergar os objetos com nitidez. Isso acontece porque os olhos precisam de um tempo para se adaptar à nova condição de luminosidade, o que recebe o nome de adaptação visual.

O funcionamento do olho e os problemas de visão 

O olho pode ser considerado um instrumento óptico, pois permite a formação de imagens pelo processo de refração, ou seja, de desvio da luz. A luz sofre refração quando passa de um meio para outro, sendo esse meio qualquer material pelo qual a luz é capaz de passar, como o ar ou a água. 

A luz que atinge o olho humano sofre algumas refrações ao passar do ar para dentro do olho e ao atravessar algumas estruturas oculares. Quando os raios luminosos atingem a córnea, eles sofrem o primeiro desvio. A lente do olho focaliza esses raios luminosos, fazendo-os chegar até a retina, depois de passarem pelo humor vítreo.

A lente do olho é biconvexa. Para entender isso, é preciso saber o que é convexo e também o que é côncavo. A forma é a principal diferença entre côncavo e convexo. A parte de dentro de uma colher, na qual você coloca alimento, por exemplo, é côncava, enquanto a parte de fora é convexa. Côncavo é qualquer superfície que se curva para dentro, enquanto convexo é uma superfície que se curva para fora. Agora ficou mais fácil entender por que a lente do olho é biconvexa: ela é formada por duas superfícies que se curvam para fora. Para que consigamos enxergar, os raios luminosos devem atingir a retina e estimular os receptores presentes nessa região. 

Dessa forma, as imagens devem ser focalizadas sobre a retina. Nesse processo, elas são projetadas de forma invertida. A razão para que você não enxergue tudo de cabeça para baixo é que o sistema nervoso se encarrega de interpretar as imagens.

Porém, o globo ocular pode ter irregularidades, sendo mais curto ou mais longo, o que prejudica a visualização das imagens. Nessas situações, há os problemas de visão, como miopia e hipermetropia, que impedem que as imagens sejam formadas de maneira nítida. 

• A miopia é caracterizada pelo alongamento do globo ocular, de modo que a imagem se forma antes da retina. 

• A hipermetropia é caracterizada pelo globo ocular mais curto que o normal. Isso faz com que a imagem se forme depois da retina.

A pessoa míope tem dificuldade para enxergar objetos distantes. A pessoa hipermetrope tem dificuldade para enxergar objetos próximos. Para que a imagem seja focada, é preciso diminuir ou aumentar a distância do objeto em relação aos olhos. 

Por exemplo, na miopia, a imagem se forma antes da retina, e, por isso, uma pessoa míope tende a aproximar os objetos de si, para que a imagem se forme exatamente sobre a retina. Pessoas hipermetropes, por sua vez, tendem a afastar os objetos dos olhos, para que a imagem se forme sobre a retina. Para a correção desses problemas de visão, são usadas lentes que podem ser convergentes ou divergentes, dependendo de como se comportam em relação à refração da luz. 

• Lentes convergentes são convexas, isto é, a luz toma direções que convergem (dirigem-se) a um único ponto. 

• Lentes divergentes são côncavas, isto é, a luz toma direções que divergem (se distanciam) de um único ponto.

Olfato e gustação 

O nariz é o órgão responsável pelo sentido do olfato. Na cavidade nasal há receptores que são estimulados por partículas odoríferas que estão no ar. Esses receptores ficam concentrados em uma região da cavidade nasal, chamada epitélio olfatório.

Representação da cavidade nasal em corte, mostrando o epitélio olfatório.

As partículas aromáticas presentes no ar inspirado estimulam os receptores do epitélio olfatório; esses estímulos são interpretados pelo sistema nervoso e permitem distinguir os odores. 

A língua é o órgão responsável pelo sentido da gustação, também chamado paladar. Nela há as papilas gustatórias (ou linguais), nas quais se concentram as células sensitivas que captam estímulos das substâncias químicas dos alimentos e permitem distinguir os gostos. 

Para que as substâncias químicas sejam percebidas pelas papilas, elas devem estar dissolvidas na saliva. As substâncias químicas do alimento dissolvidas na saliva estimulam as células sensitivas das papilas gustatórias, que detectam os gostos básicos: doce, salgado, ácido, amargo e umami.

Você pode pensar que os alimentos que costuma ingerir não apresentam um gosto só. Os sabores são muito mais complexos. E você está certo. Os sabores dos alimentos são decorrentes da combinação desses cinco gostos básicos. Por isso conseguimos apreciar e diferenciar o sabor de um chocolate, de uma maçã, de um sanduíche. 

Além disso, os sentidos do olfato e da gustação estão relacionados. As partículas aromáticas dos alimentos estimulam os receptores do olfato, cooperando para a percepção dos sabores.

Audição e equilíbrio 

As orelhas são os órgãos responsáveis pelos sentidos da audição e do equilíbrio. Na audição, elas captam estímulos de ondas sonoras; no equilíbrio, elas promovem a percepção da posição do próprio corpo. A orelha pode ser dividida em três partes. 

• Orelha externa: formada pelo pavilhão auditivo, meato acústico externo e membrana timpânica. 

• Orelha média: formada pelos ossículos (martelo, bigorna e estribo) e pela tuba auditiva, canal que liga a orelha com a parte posterior da garganta. 

• Orelha interna: formada pelo vestíbulo, pelos canais semicirculares e pela cóclea. 

Representação da orelha em corte, indicando seus principais componentes.

Os sons são captados pelo pavilhão auditivo e conduzidos pelo meato acústico externo até a membrana timpânica. Ao receber as ondas sonoras, essa membrana vibra e transmite a vibração aos ossículos (martelo, bigorna e estribo). Essa vibração faz movimentar o líquido no interior da cóclea, estimulando as células sensitivas que lá se encontram. 

Já o sentido do equilíbrio está relacionado com os canais semicirculares e o vestíbulo. Os canais são preenchidos por um líquido, e, no sistema vestibular, há bolsas também preenchidas por líquido e por pequenos grãos, chamados estatocônios. 

Os cílios presentes nas paredes dessas estruturas detectam o movimento do líquido no seu interior. Somada ao deslocamento dos estatocônios, essa informação indica a posição do corpo. Com isso, podemos ajustar a posição de braços, pernas e tronco, garantindo o equilíbrio e a postura corporal.

Tato 

A pele é o maior órgão do corpo humano, recobrindo todo o organismo, interna e externamente. Ela é o órgão responsável pelo sentido do tato. Na pele, há diferentes receptores. Cada tipo de receptor é especializado em captar um tipo de estímulo: pressão, temperatura, dor, entre outros. 

Na pele também há estruturas acessórias, como pelos, unhas e glândulas sudoríferas. Os pelos e as unhas têm a função de proteção. Já as glândulas sudoríferas liberam o suor e têm a função de regular a temperatura corporal. 

A pele é constituída basicamente por duas camadas: a epiderme e a derme. 

• Epiderme: camada mais superficial da pele, formada por células justapostas. As células mais externas são mortas e impregnadas por uma substância impermeabilizante, chamada queratina. 

• Derme: camada interna da pele, com muitos vasos sanguíneos e receptores. Alguns desses receptores apresentam-se encapsulados, formando os chamados corpúsculos táteis.

Sentir dor não é uma sensação boa, mas é importante, pois ela nos informa que há algo errado no nosso corpo. Imagine se nós não sentíssemos dor quando um dente estivesse cariado. Provavelmente, muitas pessoas já estariam sem dentes na boca, pois, ao perceber tardiamente a cárie, o dente já poderia estar todo comprometido. Os receptores que captam os estímulos de dor estão espalhados em vários tecidos do corpo.

ORIGEM DA VIDA

As evidências diretas mais antigas de vida na Terra possuem pouco mais de 3,5 bilhões de anos. No período em que os primeiros seres vivos tiveram origem, nosso planeta era muito diferente do que é hoje. Estudos indicam que a Terra se formou há mais de 4,6 bilhões de anos. Inicialmente, a temperatura na superfície era muito elevada: o planeta era coberto por vulcões, que expeliam constantemente material incandescente e fumaça. A mistura de gases que envolvia o planeta era bem diferente da atual, e o planeta era constantemente bombardeado por meteoritos.

Concepção artística da Terra no início da solidificação da superfície terrestre, quando ainda havia muitos vulcões ativos.

Depois de muitos milhões de anos, o planeta já havia se resfriado bastante, e a camada mais superficial se solidificou. A quantidade de erupções vulcânicas diminuiu, mas o planeta ainda era quente o suficiente para impedir que a água líquida se acumulasse na superfície terrestre. Ao chover, a água evaporava quando entrava em contato com a superfície e retornava para a atmosfera. 

Esse ciclo de chuvas se repetiu continuamente por milhões de anos e ajudou a resfriar ainda mais a superfície do planeta. Com o tempo, isso possibilitou que a água se acumulasse em estado líquido nas regiões mais baixas da superfície, e a formação dos oceanos se iniciou. Foi provavelmente nesses oceanos primitivos que surgiram os primeiros seres vivos.

Concepção artística da Terra logo após a solidificação da superfície. As temperaturas eram muito altas, e a água não permanecia no estado líquido. As tempestades eram constantes.

Concepção artística da Terra após um longo ciclo de tempestades, que durou milhões de anos. Com o resfriamento da superfície, a água começou a se acumular e a formar os oceanos.

De onde veio a água? 

Atualmente, há duas explicações principais para a origem da água na Terra. Alguns cientistas acreditam que a água veio do interior do planeta, onde teria sido “aprisionada” durante a formação da Terra. Essa água, então, teria sido expelida para a superfície na forma de vapor, junto com diferentes substâncias. 

Outros cientistas, baseados em pesquisas espaciais, defendem a ideia de que a água chegou ao planeta aos poucos, trazida por inúmeros asteroides e cometas que continham gelo.

Teorias sobre o surgimento da vida 

O fato de um ser vivo sempre se originar de outro só começou a ser aceito há cerca de 400 anos. Antes disso, as principais explicações afirmavam que seres vivos podiam surgir da matéria sem vida. Esse conjunto de ideias é chamado teoria da abiogênese, ou teoria da geração espontânea; a qual começou a ser abandonada depois que diversos experimentos apontaram suas falhas. 

 Um desses experimentos, por exemplo, foi realizado pelo italiano Francesco Redi (1626-1697). Na sua época, acreditava-se que as larvas que apareciam em cadáveres e montes de lixo haviam surgido diretamente da matéria em putrefação. Redi, no entanto, acreditava que as larvas surgiam dos ovos depositados por moscas. 

Ao mostrar que as larvas só podiam originar-se de ovos depositados pelas moscas, o experimento de Redi enfraqueceu a crença na teoria da abiogênese. Mesmo assim, essa teoria não foi completamente abandonada. 

Alguns cientistas ainda a usavam para explicar o surgimento de microrganismos, os quais, segundo eles, eram simples demais para terem capacidade de reprodução, por isso surgiam a partir da transformação de matéria sem vida. 

Essa ideia ainda predominou por cerca de dois séculos depois dos trabalhos de Redi, até que experimentos realizados pelo francês Louis Pasteur (1822-1895) derrubaram de vez a teoria da abiogênese. De maneira simplificada, Pasteur fez o seguinte experimento.

Se a teoria da abiogênese estivesse correta, o caldo deveria ter se contaminado mesmo com o gargalo intacto. No entanto, os resultados obtidos por Pasteur demonstraram que a contaminação do caldo nutritivo se deve a microrganismos transportados pelo ar. Isso derrubou de vez a teoria da abiogênese.

Os primeiros seres vivos

Os trabalhos de Redi e Pasteur são exemplos de experimentos que reforçaram a teoria da biogênese, isto é, a ideia de que um ser vivo só pode surgir pela reprodução de outro ser vivo. O trabalho de diversos outros pesquisadores foi importante para que essa ideia se tornasse consenso científico, como é atualmente. Essa conclusão, porém, nos leva a outra questão: se todo ser vivo nasce de outro, como surgiu o primeiro ser vivo? 

A maioria dos cientistas propõe que as condições ambientais dos oceanos na Terra primitiva favoreceram transformações químicas entre determinadas substâncias, o que deu origem a novas moléculas cada vez mais complexas. Os primeiros organismos teriam sido formados pela combinação dessas moléculas. Esses seres eram extremamente simples, mas conseguiam manter sua estrutura, bem como utilizar recursos do ambiente para crescer e se reproduzir.

As evidências mais antigas de vida na Terra são vestígios de microrganismos deixados em formações rochosas denominadas estromatólitos. Estromatólitos ainda são produzidos por microrganismos atualmente, sendo muito similares aos antigos estromatólitos. 

Há também cientistas que defendem que as moléculas que deram origem aos primeiros seres vivos tiveram origem fora do planeta Terra e foram trazidas para cá por meteoritos, asteroides ou cometas.

Meteorito Murchison, exposto no Museu de História Natural de Washington, EUA. Ele é um dos meteoritos mais estudados pela Ciência e é rico em moléculas complexas, podendo fornecer pistas sobre a origem da vida.

Estromatólitos em Quenifra, Marrocos, 2018.

Estromatólitos na Baía Shark, Austrália, 2018.

A partir dos primeiros seres vivos, ao longo de milhões de anos e em diferentes ambientes do planeta, transformações sucessivas e gradativas levaram à existência de novas espécies. Muitas delas, que viveram nesse passado remoto, foram extintas. 

É importante destacar que esse processo a que chamamos de evolução da vida não deve ser visto como uma fila ou como uma escada em que foram surgindo novos degraus. Pense na imagem de uma árvore com vários ramos e galhos, alguns surgindo e existindo ao mesmo tempo e, vez por outra, desaparecendo. Assim vem ocorrendo com as espécies desde a primeira forma de vida. 

Os dinossauros, por exemplo, viveram na Terra há milhões de anos. Havia muitas espécies deles que hoje só conhecemos por registros fósseis, visto que a espécie humana não conviveu com os dinossauros, que foram extintos muito tempo antes de nossa espécie surgir. 

Convivemos atualmente na Terra com milhões de espécies de seres vivos. Muitos deles, entretanto, nós não conseguimos ver, seja porque são muito pequenos, como os microrganismos, seja porque vivem em ambientes de difícil acesso, como nas profundezas do mar. 

O primeiro ser vivo da Terra primitiva é o ancestral que temos em comum com todos os demais seres vivos que existem hoje, dos mais simples aos mais complexos.

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.

O microscópio e a teoria celular

As células são estruturas que compõem todos os seres vivos, sendo formadas por uma membrana que envolve determinadas moléculas ou estruturas. 

A sua descoberta e de todo o mundo microscópico só foi possível após a invenção do microscópio, um aparelho capaz de ampliar imagens e permitir a visualização de objetos e seres muito pequenos que não podem ser observados a olho nu. 

Não se sabe ao certo quem criou o primeiro microscópio, mas os primeiros registros de observações com esse equipamento datam do século XVII, feitos pelo comerciante holandês Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723).

Os microscópios produzidos por Leeuwenhoek contavam com uma única lente de vidro, e muitos deles eram capazes de ampliar as imagens mais de 200 vezes. Com esses equipamentos, ele analisou diferentes materiais: gotas de sangue e de poças de água, pedaços de plantas e outros. 

Em suas observações, Leeuwenhoek relatou ter encontrado diversos seres vivos minúsculos até então desconhecidos. Por essa razão, ele é considerado o descobridor dos microrganismos.

Fotografia de um dos microscópios usados por Leeuwenhoek

O físico inglês Robert Hooke (1635-1703), inspirado pelas descobertas de Leeuwenhoek, produziu seu próprio modelo de microscópio, que era mais complexo e gerava imagens mais nítidas. Com esse equipamento, analisou diferentes materiais biológicos.

Ao analisar amostras de cortiça, que é um material de origem vegetal, Hooke notou que ela era formada por muitas cavidades minúsculas, vazias. Ele publicou essa descoberta em 1667, em um artigo no qual chamava cada uma dessas cavidades de cell, que significa pequeno cômodo ou cela, em inglês. A partir de então, passou-se a empregar o termo célula. Contando com a valiosa ajuda do microscópio, diversos pesquisa dores seguiram estudando os seres vivos. Com isso, o conhecimento sobre as células foi modificando-se e aumentando continuamente, até que se reconheceu que essa estrutura tem uma importância central para a vida.

Em 1838, o botânico alemão Matthias Schleiden (1804-1881), com base em dezenas de estudos, propôs a ideia de que todas as plantas são formadas por células. 

No ano seguinte, o zoólogo alemão Theodor Schwann (1810-1882) propôs que os animais também são formados por células. Essas conclusões, apoiadas por pesquisas de diversos outros cientistas, deram início à criação da teoria celular. 

A teoria celular se fundamenta em três ideias, que podem ser simplificadas da seguinte forma:

• Todos os seres vivos são formados por células. 

• As células são a unidade básica de estrutura e funcionamento dos seres vivos. 

• Uma célula só pode ter origem em outra em razão do processo de divisão celular. 

A teoria celular teve um grande impacto no estudo da vida. Pela primeira vez, ficou claro que seres muito diferentes, como uma árvore e um inseto, são formados pelas mesmas estruturas básicas: as células. Essa teoria é um exemplo de como o conhecimento científico é construído coletivamente, ao longo do tempo.

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 estrutura dos primeiros seres vivos era muito simples: hipóteses sugerem que eles eram compostos de uma fina membrana que envolvia as moléculas responsáveis pelo metabolismo. Embora a vida tenha se diversificado muito desde seu surgimento, essa estrutura básica, que denominamos célula, se manteve.

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.