Em formação

13.2: Planos Corporais - Biologia


Em um nível muito básico de classificação, os verdadeiros animais podem ser amplamente divididos em três grupos com base no tipo de simetria de seu plano corporal: radialmente simétrico, bilateralmente simétrico e assimétrico. Todos os tipos de simetria são adequados para atender às demandas exclusivas do estilo de vida de um animal em particular.

Assimetria é uma característica única do Parazoa (Figura 1).

Simetria radial é a disposição das partes do corpo em torno de um eixo central, como se vê em um copo ou em uma torta. Apenas alguns grupos de animais apresentam simetria radial. Isso resulta em animais com superfícies superior e inferior, mas sem lados esquerdo e direito, ou frente ou trás. As duas metades de um animal radialmente simétrico podem ser descritas como o lado com boca ou "lado oral" e o lado sem boca (o "lado aboral"). Esta forma de simetria marca os planos corporais dos animais dos filos Ctenophora e Cnidaria, incluindo medusas e anêmonas marinhas adultas (Figura 2a e 2b). A simetria radial equipa essas criaturas marinhas (que podem ser sedentárias ou apenas capazes de movimentos lentos ou flutuantes) para experimentar o ambiente igualmente de todas as direções.

Simetria bilateral envolve a divisão do animal por um plano sagital, resultando em duas imagens espelhadas, metades direita e esquerda, como as de uma borboleta (Figura 3), caranguejo ou corpo humano. Animais com simetria bilateral possuem “cabeça” e “cauda” (anterior vs. posterior), frontal e posterior (dorsal vs. ventral) e lados direito e esquerdo (Figura 4). Todos os animais verdadeiros, exceto aqueles com simetria radial, são bilateralmente simétricos. A evolução da simetria bilateral que permitiu a formação das pontas anterior e posterior (cabeça e cauda) promoveu um fenômeno denominado cefalização, que se refere à acumulação de um sistema nervoso organizado na extremidade anterior do animal. Em contraste com a simetria radial, que é mais adequada para estilos de vida estacionários ou de movimento limitado, a simetria bilateral permite o movimento simplificado e direcional. Em termos evolutivos, esta forma simples de simetria promoveu mobilidade ativa e sofisticação aumentada de busca de recursos e relações predador-presa.

Animais do filo Echinodermata (como estrelas do mar, dólares da areia e ouriços do mar) exibem simetria radial quando adultos, mas seus estágios larvais exibem simetria bilateral. Isso é denominado simetria radial secundária. Acredita-se que eles tenham evoluído de animais bilateralmente simétricos; portanto, são classificados como simétricos bilateralmente.

Assista a este vídeo para ver um esboço rápido dos diferentes tipos de simetria corporal.

Um link para elementos interativos pode ser encontrado na parte inferior desta página.

Planos e cáries do corpo animal

Um animal vertebrado em pé pode ser dividido por vários planos. UMA plano sagital divide o corpo em partes direita e esquerda. UMA plano sagital médio divide o corpo exatamente no meio, fazendo duas metades direita e esquerda iguais. UMA avião frontal (também chamado de plano coronal) separa a frente da parte de trás. UMA plano transversal (ou, plano horizontal) divide o animal em porções superior e inferior. Isso às vezes é chamado de seção transversal e, se o corte transversal estiver em um ângulo, é chamado de plano oblíquo. A Figura 4 ilustra esses planos em uma cabra (um animal de quatro patas) e um ser humano.

Os animais vertebrados têm várias cavidades corporais definidas, conforme ilustrado na Figura 5. Duas delas são cavidades principais que contêm cavidades menores dentro delas. o cavidade dorsal contém as cavidades craniana e vertebral (ou espinhal). o cavidade ventral contém a cavidade torácica, que por sua vez contém a cavidade pleural ao redor dos pulmões e a cavidade pericárdica, que envolve o coração. A cavidade ventral também contém a cavidade abdominopélvica, que pode ser separada nas cavidades abdominal e pélvica.


A fertilização é o processo no qual os gametas (um óvulo e esperma) se fundem para formar um zigoto (Figura 13.8). Para garantir que a prole tenha apenas um conjunto diplóide completo de cromossomos, apenas um espermatozóide deve se fundir com um óvulo. Nos mamíferos, uma camada chamada zona pelúcida protege o ovo. Na ponta da cabeça de um espermatozóide há uma estrutura semelhante a um lisossoma chamada acrossoma, que contém enzimas. Quando um espermatozóide se liga à zona pelúcida, ocorre uma série de eventos, chamados de reações acrossomais. Essas reações, envolvendo enzimas do acrossomo, permitem que a membrana plasmática do esperma se funda com a membrana plasmática do óvulo e permitem que o núcleo do espermatozoide seja transferido para o óvulo. As membranas nucleares do óvulo e do espermatozóide se rompem e os dois núcleos haplóides se fundem para formar um núcleo diplóide ou genoma.

Figura 13.8 A fertilização é o processo no qual o espermatozóide e o óvulo se fundem para formar um zigoto. (crédito: dados da barra de escala de Matt Russell)

Para garantir que não mais do que um espermatozóide fertilize o óvulo, uma vez que as reações acrossomais ocorrem em um local da membrana do ovo, o óvulo libera proteínas em outros locais para evitar que outros espermatozoides se fundam com o óvulo.

O desenvolvimento de organismos multicelulares começa a partir desse zigoto unicelular, que sofre rápida divisão celular, chamada clivagem (Figura 13.9 uma), para formar uma bola oca de células chamada de blástula (Figura 13.9 b).

Figura 13.9 (a) Durante a clivagem, o zigoto se divide rapidamente em várias células. (b) As células se reorganizam para formar uma bola oca chamada blástula. (crédito a: modificação da obra de Gray & # 8217s Anatomia crédito b: modificação da obra de Pearson Scott Foresman doada à Fundação Wikimedia)

Em mamíferos, a blástula forma o blastocisto no próximo estágio de desenvolvimento. Aqui, as células da blástula se organizam em duas camadas: a massa celular interna e uma camada externa chamada trofoblasto. A massa celular interna continuará a formar o embrião. O trofoblasto secreta enzimas que permitem a implantação do blastocisto no endométrio do útero. O trofoblasto contribuirá para a placenta e nutrirá o embrião.


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Limitando os efeitos da difusão no tamanho e no desenvolvimento

A troca de nutrientes e resíduos entre uma célula e seu ambiente aquoso ocorre por meio do processo de difusão. Todas as células vivas são banhadas em líquido, estejam elas em um organismo unicelular ou multicelular. A difusão é eficaz em uma distância específica e limita o tamanho que uma célula individual pode atingir. Se uma célula for um microrganismo unicelular, como uma ameba, ela pode satisfazer todas as suas necessidades de nutrientes e resíduos por meio da difusão. Se a célula for muito grande, a difusão é ineficaz e o centro da célula não recebe os nutrientes adequados nem é capaz de dissipar com eficácia seus resíduos.

Um conceito importante para entender o quão eficiente é a difusão como meio de transporte é a relação superfície / volume. Lembre-se de que qualquer objeto tridimensional tem uma área de superfície e um volume - a proporção dessas duas quantidades é a proporção entre superfície e volume. Considere uma célula com a forma de uma esfera perfeita: ela tem uma área de superfície de 4πr 2 e um volume de (4/3) πr 3. A proporção entre a superfície e o volume de uma esfera é de 3 / r conforme a célula fica maior, sua proporção entre a superfície e o volume diminui, tornando a difusão menos eficiente. Quanto maior o tamanho da esfera, ou animal, menor a área de superfície para difusão que possui.

A solução para produzir organismos maiores é que eles se tornem multicelulares. A especialização ocorre em organismos complexos, permitindo que as células se tornem mais eficientes em realizar menos tarefas. Por exemplo, os sistemas circulatórios trazem nutrientes e removem resíduos, enquanto os sistemas respiratórios fornecem oxigênio para as células e removem o dióxido de carbono delas. Outros sistemas de órgãos desenvolveram uma maior especialização de células e tecidos e controlam com eficiência as funções do corpo. Além disso, a relação superfície-volume se aplica a outras áreas do desenvolvimento animal, como a relação entre a massa muscular e a área de secção transversal no suporte de esqueletos e na relação entre a massa muscular e a geração de dissipação de calor.


Smith Lab

Bem-vindo ao Smith Lab!

Nossa pesquisa se concentra na origem e diversificação dos planos corporais encontrados em Panarthropoda (Arthropoda, Onychophora, Tardigrada) - uma linhagem conhecida por sua diversidade de planos corporais segmentados. Para investigar a evolução do plano corporal nesta linhagem, construímos um programa de pesquisa integrativa que combina abordagens comparativas à genética do desenvolvimento, genômica e morfologia. Nossa abordagem nos permite reconstruir planos corporais de ancestrais panartrópodes antigos e elucidar as mudanças de desenvolvimento que levaram às formas modernas. Nosso objetivo é identificar os princípios de desenvolvimento que regem a origem e diversificação das plantas corporais segmentadas. Nossa pesquisa se concentra principalmente no tardígrado Hypsibius exemplaris. Tardigrada é o grupo externo de outros panartrópodes existentes. Portanto, estudos comparativos de tardígrados são especialmente valiosos para elucidar como os planos corporais dos panartrópodes divergiam de seu último ancestral comum, muito antigo.

Nossa pesquisa referenciada na imprensa popular!

Tardígrados são uma cabeça gigante
Ninguém diria que os tardígrados se complicaram no departamento de estranheza. Esses pequeninos animais, também chamados de ursos d'água, parecem rechonchudos ao microscópio. Com menos de um milímetro de comprimento, eles podem sobreviver a extremos de calor, frio, pressão e radiação que são mortais para a maioria das outras formas de vida. Sob coação, um tardígrado pode se enrolar em uma bola seca chamada tun, e então ficar em um estado de animação suspensa por anos antes de retornar à vida. Agora, os pesquisadores debruçados sobre os genes do animal encontraram outra estranheza. O tardígrado, dizem eles, é essencialmente uma cabeça gigante. (continue lendo sobre Tardigrades Are One Giant Head.)

A cabeça ambulante
Mignons et fascinants, les tardigrades restaient une énigme pour les zoologistes. L'étude de leur génome a révélé une facette inattendue de leur anatomie et pour le moins glaçante ... (continue lendo The Walking Head.)

8 razões pelas quais amamos tardígrados
Não precisa ser dito, mas diremos mesmo assim: Tardígrados são incríveis.

Seus corpos minúsculos e rechonchudos - cerca de meio milímetro de comprimento - podem secar por anos a fio e depois reviver sem danos. Eles podem suportar calor e frio extremos, que matariam a maioria das outras formas de vida, e podem até mesmo resistir à radiação no espaço.

Quer você os conheça como ursos d'água ou leitões musgo, eles são feixes microscópicos de grandiosidade, e aqui estão 8 razões para isso. (continue lendo 8 razões pelas quais amamos tardígrados.)

Acabamos de colocar Tardígrados na Lua? Provavelmente.
No que diz respeito a animais minúsculos, fofos, mas totalmente bizarros, os tardígrados são quase certamente os mais conhecidos. Também conhecidos como ursos d'água, essas criaturas têm apenas cerca de um milímetro (1/25 de polegada) de comprimento e são conhecidos por sobreviver em condições extremas, até mesmo no espaço sideral. Agora, parece que milhares dessas pequenas criaturas podem agora estar vivendo na lua. (continue lendo Será que Acabamos de Colocar Tardígrados na Lua? Provavelmente.)

A pesquisa no Smith Lab é financiada pela NSF (IOS: 1951257).

As vagas estão disponíveis para alunos de mestrado! Entre em contato com Frank Smith para obter detalhes.

Os alunos que procuram obter um Mestrado em Biologia podem juntar-se ao Laboratório Smith através de três diferentes Áreas de Concentração do Programa de Pós-Graduação em Biologia: 1.) A Ecologia / Biologia Ambiental 2.) A área de Microbiologia / Biologia Molecular e 3.) As Áreas Costeiras e Marinhas Curso de biologia. Informações adicionais sobre o programa de mestrado em Biologia da UNF podem ser encontradas aqui.

As vagas de pesquisa de verão estão disponíveis para alunos de graduação!

Os alunos de graduação podem se juntar ao Laboratório Smith para uma experiência emocionante de pesquisa de verão por meio do programa Experiências de Pesquisa para Graduados (REU) da National Science Foundation. Mais detalhes sobre este programa podem ser encontrados aqui.


Assista o vídeo: Planos Corporales de los Animales - Documental de Biología (Janeiro 2022).