CAPÍTULO

7 Características dos seres vivos

Leia a seguir um trecho do poema "A Pátria", escrito pelo poeta brasileiro Olavo Bilac (1865-1918).

BILAC, Olavo. A pátria. Memória de Leitura, Unicamp, Campinas, 2001. Disponível em: https://oeds.link/05WPXm. Acesso em: 16 mar. 2022.

Questão 1. Que sentimentos esse poema expressa?

Resposta: O objetivo desta questão é incentivar os alunos a interpretar o poema, identificando os sentimentos do autor ao escrevê-lo. Eles podem comentar que o poema expressa sentimentos como amor, carinho e orgulho pelo país de origem, destacando sua riqueza natural.

Questão 2. Qual é o significado do verso do poema: "Vê que vida há no chão! Vê que vida há nos ninhos"?

Resposta: O objetivo desta questão é levar os alunos a interpretar um verso específico do poema referente à existência de seres vivos em vários lugares. Eles podem citar exemplos de seres vivos que se desenvolvem e vivem no solo, como a maioria das plantas e os animais terrestres, e os que se abrigam nos ninhos, como as aves e seus filhotes.

Você já deve ter ouvido o termo ser vivo. Mas já se questionou de que maneira podemos distinguir aquilo que é vivo do que não é vivo?

Discutir sobre o conceito de vida é algo que gera opiniões diferentes, até mesmo entre os cientistas. No entanto, existem características aceitas por grande parte deles e que nos ajudam a distinguir um ser vivo dos componentes não vivos do ambiente.

Algumas características são comuns aos seres vivos. Leia a seguir.

• Ser formado por uma ou mais células.
• Ter metabolismo.
• Ter ciclo de vida e a capacidade de se reproduzir.
• Ter a capacidade de responder a estímulos do ambiente, geralmente envolvendo movimentos.

Células

Todo ser vivo é formado por uma ou mais células. A célula é a unidade básica estrutural e funcional que constitui os seres vivos. Em geral, elas são tão pequenas que só podem ser vistas com o auxílio de equipamentos que ampliam imagens, como os microscópios.

No interior delas, ocorrem diversos processos que mantêm os organismos vivos, sejam eles formados por uma ou por mais células. Observe os seres vivos a seguir.

Existem seres vivos chamados unicelulares, ou seja, formados por apenas uma célula, como as bactérias e os protozoários, por exemplo, o paramécio (imagem A). Há também seres vivos pluricelulares, ou seja, constituídos por muitas células, como as plantas e os animais, por exemplo, o gato (imagem B).

Na maioria dos seres vivos pluricelulares, existem diversos tipos de células especializadas em diferentes atividades e que atuam em conjunto no organismo.

Apesar de terem forma, funções e tamanhos variados, as células dos animais e das plantas apresentam uma estrutura básica, formada por membrana celular, citoplasma e núcleo. Os seres vivos que são formados por células nucleadas são chamados eucariotos.

A seguir, vamos estudar algumas estruturas de uma célula eucariótica e a importância de cada uma delas para a célula.

Membrana celular

A membrana celular, também chamada membrana plasmática, envolve toda a célula, separando o conteúdo do seu interior do meio externo. Além disso, ela participa da comunicação entre as células e controla a entrada e a saída de materiais da célula, pois possui permeabilidade seletiva^✚.

Glossário

Citoplasma

O citoplasma corresponde ao material localizado entre o núcleo e a membrana celular. Ele é formado por um material gelatinoso e pelas organelas^✚ mergulhadas nele. As organelas são estruturas especializadas em determinadas atividades na célula.

Glossário

Núcleo

O núcleo é a região onde se encontra a maior parte do ácido desoxirribonucleico (DNA) da célula. O DNA armazena informações genéticas do ser vivo e contém informações importantes para o funcionamento celular. O núcleo é delimitado pelo envoltório nuclear.

Apesar de ambas serem eucarióticas, as células dos animais e das plantas têm algumas diferenças entre si. Observe nas imagens a seguir.

Além da membrana celular (1), do citoplasma (2) e do núcleo (3), a célula animal apresenta diversas organelas, como os centrossomos. Essas organelas são encontradas apenas em células animais e possuem um par de centríolos (4). Os centríolos são estruturas tubulares compostas de proteínas e que auxiliam, por exemplo, no processo de divisão celular, quando novas células se formam a partir de outras já existentes.

Fonte de pesquisa: REECE, Jane B. Biologia de Campbell. Tradução: Anne D. Villela et al. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 100.

Fonte de pesquisa: REECE, Jane B. Biologia de Campbell. Tradução: Anne D. Villela et al. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 101.

Diferentemente das células dos animais e das plantas, a célula das bactérias não apresenta núcleo delimitado e o material genético encontra-se disperso no citoplasma. Por conta dessa organização celular, esses seres vivos são denominados procariotos.

Observe na imagem a seguir.

Fonte de pesquisa: TRABULSI, Luiz Rachid; ALTERTHUM, Flavio (ed.). Microbiologia. 6. ed. São Paulo: Atheneu, 2015. p. 9.

A célula bacteriana é envolta por uma cápsula (1), estrutura relacionada à capacidade que algumas bactérias têm de causar doenças. Além disso, esse tipo de célula apresenta parede celular (2), que dá forma e protege a célula, mas apresenta constituição diferente da parede celular das células vegetais. Apesar de não terem núcleo organizado, as células procariontes apresentam membrana celular (3) e citoplasma (4). O DNA (5) encontra-se disperso no citoplasma, ocupando a região central da célula.

Metabolismo

Como estudamos, é no interior das células que ocorrem diversos processos químicos essenciais para a sobrevivência dos seres vivos, como a obtenção de energia e a produção de substâncias que fazem parte de sua estrutura. O conjunto desses processos químicos é chamado metabolismo.

Os seres vivos obtêm energia das moléculas orgânicas presentes nos alimentos. Estes são obtidos de diferentes maneiras pelos seres vivos, os quais podem ser classificados em autótrofos ou heterótrofos.

Os seres vivos autótrofos são os produtores nas cadeias alimentares, pois produzem o próprio alimento e dele obtêm a energia de que necessitam. Já os seres vivos heterótrofos são os consumidores e decompositores nas cadeias alimentares, pois não são capazes de produzir o próprio alimento. Eles obtêm a energia de que necessitam consumindo outros seres vivos.

Professor, professora: Os símbolos dos elementos químicos e as fórmulas químicas das substâncias serão apresentados na primeira ocorrência, por capítulo.

As plantas, como as bananeiras (imagem A), são exemplos de seres vivos autótrofos. Elas utilizam gás carbônico (${\text{CO}}_2$) água e energia luminosa para produzir o próprio alimento por meio da fotossíntese.

Os animais, como o cervo-do-pantanal (imagem B), são exemplos de seres vivos heterótrofos. Eles obtêm dos alimentos a energia e as substâncias de que necessitam para o funcionamento e o desenvolvimento do organismo.

A energia armazenada nas moléculas orgânicas, presentes nos alimentos produzidos ou consumidos pelos seres vivos, é liberada ao organismo durante a quebra dessas moléculas. Essa quebra ocorre por meio do processo chamado respiração celular.

Os seres vivos que utilizam o gás oxigênio (${\text{O}}_2$) para obter energia são chamados aeróbios. As plantas, os animais, os fungos e muitas bactérias são exemplos de organismos aeróbios.

Existem seres vivos que não utilizam o gás oxigênio para obter energia, e são chamados anaeróbios. Algumas bactérias que vivem no solo são anaeróbias.

Capacidade de reagir a estímulos

Observe as imagens a seguir.

Planta, conhecida popularmente como dormideira (Mimosa pudica), em dois momentos distintos (imagens A e B) no ambiente.

Questão 3. O folíolo é cada uma das partes de uma folha composta, como a da dormideira. O que ocorreu com parte do folíolo da planta dormideira no momento B em relação ao momento A? Por que isso aconteceu?

Resposta: No momento A, todos os folíolos da dormideira estão em uma posição que os mantém afastados um dos outros (abertos). Ao serem tocados pelo dedo de uma pessoa, no momento B, alguns folíolos respondem a esse estímulo e mudam de posição, ficando mais próximos uns dos outros (fechados).

Os seres vivos interagem entre si e com o meio onde vivem. Muitos fatores do meio, como a luminosidade, a pressão e a temperatura, são capazes de provocar reações nos seres vivos, ou seja, atuam como estímulos.

No caso da planta dormideira, o toque é um estímulo que faz os folíolos da folha mudarem de posição, ficando próximos uns dos outros, como mostrado na foto B. Essa reação ajuda a proteger a planta do ataque de predadores, como os insetos, favorecendo a sua sobrevivência.

Em muitas espécies de peixes, como nos peixes unicórnio-de-espigão-azul (imagem C), variações na temperatura da água podem interferir na fase reprodutiva. Assim, em temperatura adequada, uma população inteira de determinada espécie é estimulada, ao mesmo tempo, a entrar na fase reprodutiva, aumentando as chances de reprodução.

Ciclo de vida – reprodução

Todos os seres vivos apresentam um ciclo de vida. Ou seja, eles nascem, crescem, podem se reproduzir e morrem. A reprodução possibilita que novos indivíduos sejam gerados. Sendo assim, ela é um processo essencial para a manutenção da espécie e, consequentemente, para que novos ciclos de vida se iniciem.

Muitos seres vivos apresentam reprodução sexuada, ou seja, que ocorre por meio da união de células especializadas, chamadas gametas. Observe a seguir.

Fonte de pesquisa: MOORE, Keith L.; PERSAUD, T. V. N. (Vid); TORCHIA, Mark G. Embriologia básica. Tradução: Danuza Pinheiro Bastos e Renata Scavone de Oliveira. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2016. p. 11.

Em animais, o ovócito (1) é o gameta feminino e o espermatozoide (2) é o gameta masculino.

A união desses dois gametas origina uma nova célula, chamada célula-ovo ou zigoto (3). Essa célula pode se desenvolver e poderá originar um novo indivíduo.

A arara-azul-grande é um exemplo de ser vivo que se reproduz sexuadamente. Observe a seguir.

Os machos produzem os gametas masculinos (espermatozoides) e as fêmeas produzem o gameta feminino (ovócito). Durante o acasalamento^✚ (imagem A) e a reprodução, esses gametas se unem.

Glossário

Após a união dos gametas, forma-se o zigoto, que se desenvolverá no interior do ovo e originará um novo indivíduo arara-azul-grande (imagens em B).

A reprodução sexuada exige mais tempo e grande gasto energético dos indivíduos, seja na busca de um companheiro adequado, seja na produção de gametas. Apesar disso, esse tipo de reprodução amplia a probabilidade de os descendentes receberem de seus progenitores uma combinação genética que favoreça sua sobrevivência no ambiente, por exemplo.

Por outro lado, alguns seres vivos se reproduzem sem a participação de gametas. Esse tipo de reprodução é denominado reprodução assexuada. Em geral, os novos seres vivos são gerados partindo de um único indivíduo progenitor.

A esponja-do-mar é um exemplo de animal cuja reprodução pode ser assexuada. Observe a seguir.

Fonte de pesquisa: RUPPERT, Edward E.; FOX, Richard S.; BARNES, Robert D. Zoologia dos invertebrados: uma abordagem funcional-evolutiva. 7. ed. São Paulo: Roca, 2005. p. 105.

Na esponja-do-mar adulta (imagem A), forma-se um pequeno broto (imagem B). Após certo tempo, esse broto se desprende do corpo da esponja-do-mar e se fixa a um substrato, desenvolvendo-se e originando um novo indivíduo (imagem C).

A reprodução assexuada permite a formação de maior quantidade de descendentes e exige menor gasto energético do que na reprodução sexuada. Porém, os descendentes são geneticamente idênticos aos seus progenitores. Por isso, caso ocorra uma mudança ambiental, a maioria dos indivíduos será igualmente suscetível, prejudicando, por exemplo, a manutenção da espécie no ambiente.

Durante a reprodução de um ser vivo, ocorre a transmissão de informações presentes no DNA dos progenitores para os descendentes. Essas informações estão relacionadas a muitas características que os organismos apresentam e podem sofrer modificações ao longo do tempo.

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. Quais são as principais características que diferenciam os seres vivos dos componentes não vivos do ambiente?

Resposta: As principais características que diferenciam os seres vivos dos componentes não vivos do ambiente são: os seres vivos apresentam metabolismo, são formados por células, respondem a estímulos do ambiente e apresentam ciclo de vida, sendo capazes de se reproduzir.

2. Observe as fotos a seguir.

a) Classifique os seres vivos apresentados nas fotos em autótrofos ou heterótrofos. Justifique sua resposta.

Resposta: O abutre (foto A) é um ser vivo heterótrofo, pois não produz o próprio alimento, necessitando obter energia de outros seres vivos, por meio da ingestão de alimentos. A vitória-régia (foto B) é um ser vivo autótrofo, pois é capaz de produzir o próprio alimento por meio da fotossíntese.

3. A descoberta das células contribuiu para a compreensão e o estudo dos seres vivos, já que elas são sua unidade estrutural e funcional básica. Em dupla, façam uma pesquisa para responder às questões a seguir.

a) Qual instrumento é utilizado para a observação das células? Explique.

Resposta: O instrumento utilizado para observar as células é o microscópio, porque este instrumento possibilita ampliar a imagem do que é observado, nesse caso, as células, as quais apresentam tamanho reduzido, não sendo possível observá-las a olho nu.

b) Quem foi Robert Hooke?

Resposta nas orientações ao professor.

4. Em seu caderno, monte um quadro com duas colunas. Na primeira coluna escreva os nomes das estruturas presentes na célula animal. Na outra coluna, escreva as estruturas presentes na célula vegetal. Lembre-se de que algumas estruturas são comuns às duas células. Para isso, utilize os termos a seguir.

núcleo

centríolos

membrana celular

vacúolo

plastos

parede celular

citoplasma

Resposta: Célula animal: núcleo, centríolos, membrana celular e citoplasma. Célula vegetal: núcleo, plastos, parede celular, vacúolo, membrana celular e citoplasma.

5. Qual é a principal diferença entre uma célula animal ou vegetal e uma célula de um ser vivo procarioto?

Resposta: As células procarióticas não apresentam núcleo, enquanto as células dos animais e dos vegetais são eucarióticas, ou seja, apresentam núcleo delimitado.

6. A expectativa de vida ao nascer corresponde a uma estimativa de quantos anos um recém-nascido poderá viver. Sabendo disso, analise o gráfico a seguir e responda às questões propostas.

Fonte de pesquisa: IBGE. Tábuas Completas de Mortalidade. Disponível em: https://oeds.link/agrwFm. Acesso em: 16 mar. 2022.

a) Com base nas informações do texto, identifique a estimativa de vida de um brasileiro no ano de 2020.

Resposta: Aproximadamente 76 anos.

b) Consulte o site do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e verifique se há dados atualizados sobre a expectativa de vida dos brasileiros.

Resposta nas orientações ao professor.

c) Calcule a diferença entre a expectativa de vida de quem nasceu em 2020 e de quem nasceu em 2000. O que você pode concluir e, em sua opinião, por que ocorre essa diferença?

Resposta nas orientações ao professor.

7. A regeneração é a capacidade de um organismo de reconstituir partes do corpo perdidas. Em alguns casos, ela pode ser considerada uma forma de reprodução. Observe as situações a seguir, que representam o processo de regeneração de duas espécies de seres vivos. Depois, responda às questões.

a) Em qual das situações (A ou B) a regeneração pode ser considerada uma forma de reprodução? Explique sua resposta.

Resposta: Na regeneração da estrela-do-mar (A), pois ocorre a formação de novos indivíduos.

b) A regeneração, quando atua como forma de reprodução, é assexuada ou sexuada? Justifique sua resposta.

Resposta: Trata-se de reprodução assexuada, pois não há a participação de gametas.

c) Em algumas situações de perigo, as lagartixas soltam sua cauda. Esse comportamento é uma resposta a um estímulo. Cite alguma situação que pode causar esse comportamento. Faça uma pesquisa, caso necessário.

Resposta pessoal. Os alunos podem citar que a lagartixa solta a cauda, por exemplo, quando é tocada ou quando está sob a ameaça de algum predador.

Estudando algumas organelas das células

Como você estudou anteriormente, é no interior das células que ocorre a maior parte dos processos químicos que fazem parte do metabolismo. No citoplasma são encontradas diversas organelas que desempenham papéis importantes no metabolismo celular. É sobre esse assunto que vamos estudar a seguir.

Fonte de pesquisa: REECE, Jane B. Biologia de Campbell. Tradução: Anne D. Villela et al. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 100.

A seguir, vamos estudar o papel desempenhado pelas organelas de uma célula animal.

• Ribossomos: atuam na produção de proteínas.
• Retículo endoplasmático granuloso: apresenta ribossomos aderidos em sua membrana plasmática, os quais atuam principalmente na produção de proteínas.

• Retículo endoplasmático não granuloso (liso): não apresenta ribossomos aderidos em sua membrana plasmática e atua, principalmente, na produção de lipídios.
• Complexo golgiense: modifica e acondiciona proteínas e outras moléculas que serão enviadas para o citoplasma ou meio externo.
• Mitocôndrias: realizam a respiração celular, na qual ocorre a liberação de energia. Nesse processo, há consumo de gás oxigênio e liberação de gás carbônico.
• Centríolos: atuam no processo de divisão celular e na formação de cílios e flagelos, presentes em determinadas células. Os cílios e os flagelos são prolongamentos celulares móveis, revestidos por membrana plasmática.
• Lisossomos: especializados na digestão, participam da quebra de substâncias no interior das células.

As células se comunicam entre si por meio de substâncias químicas, em um processo denominado comunicação celular. Nos seres vivos pluricelulares, essa comunicação é essencial para um funcionamento coordenado de todo o organismo. A membrana celular apresenta proteínas que atuam nessa comunicação. Alguns tipos de células, como os neurônios, também podem se comunicar por meio de sinais elétricos.

Atividades

Faça as atividades no caderno.

1. Em relação às funções que desempenham, o que o vacúolo presente nas plantas tem em comum com o lisossomo presente nas células animais?

Resposta: Os alunos devem comentar que ambas as organelas podem desempenhar funções relacionadas à digestão de substâncias no interior das células.

2. Além da parede celular, cite outras duas diferenças observadas entre uma célula animal e uma célula vegetal. Qual é a função desempenhada por essas estruturas?

Resposta nas orientações ao professor.

3. A imagem a seguir representa uma célula humana. Analise a imagem e responda às questões propostas.

Fonte de pesquisa: REECE, Jane B. Biologia de Campbell. Tradução: Anne D. Villela et al. 10. ed. Porto Alegre: Artmed, 2015. p. 100.

a) Escreva em seu caderno o nome das partes indicadas pelas letras A, B e C.

Resposta: A – membrana celular; B – citoplasma; C – núcleo.

b) Quais são as principais funções da membrana celular?

Resposta: A membrana celular delimita a célula, separando o meio interno do extracelular; além disso, regula a entrada e saída de substâncias da célula e participa da comunicação celular.

c) Cite uma função que o núcleo desempenha na célula.

Resposta nas orientações ao professor.

d) Identifique as organelas indicadas com os números 1 a 5 na ilustração.

Resposta: 1 – mitocôndria; 2 – retículo endoplasmático granuloso; 3 – complexo golgiense; 4 – centríolo; 5 – lisossomo.

e) Qual é a função de cada organela que você citou na resposta do item d?

Resposta nas orientações ao professor.

4. Leia as sentenças apresentadas a seguir e reescreva as incorretas em seu caderno, corrigindo-as.

a) Os centríolos estão presentes tanto em células animais como nas células vegetais e participam do processo de divisão celular.

Resposta: Os centríolos estão presentes somente nas células animais e participam do processo de divisão celular.

b) As células bacterianas diferem das células animais e vegetais pela ausência de núcleo.

Resposta: Correta.

c) O retículo endoplasmático liso também chamado não granuloso atua na produção de proteínas.

Resposta nas orientações ao professor.

d) O citoplasma celular é rígido e apresenta organelas que desempenham atividades celulares específicas.

Resposta: O citoplasma celular tem uma estrutura gelatinosa e fluida, com as organelas e diversas substâncias dispersas em seu meio. Nesse local também ocorrem diversas reações químicas realizadas pela célula.

5. A celulose é um material obtido de plantas, muito utilizado na fabricação de papel. Observe a seguir.

Diferentes etapas da produção do papel: corte de eucaliptos (imagem A), trituração dos caules de eucaliptos para extração da celulose (imagem B) e bobinas de papel em indústria (imagem C).

a) Faça uma pesquisa e escreva em seu caderno que parte da célula vegetal é formada, principalmente, por celulose.

Resposta: A celulose está presente na parede celular das células vegetais.

b) Muitas vezes, áreas de mata nativa são retiradas para o plantio de pinheiros e eucaliptos utilizados para a fabricação de papel. Em sua opinião, a retirada de vegetação nativa traz problemas ao ambiente? Justifique sua resposta.

Resposta nas orientações ao professor.

c) Que atitudes podemos ter em nosso cotidiano a fim de impedir que seja necessário substituir árvores nativas por plantações de pinheiros e eucaliptos para a fabricação de papel?

Resposta nas orientações ao professor.