Biologia Total

Blog criado para estudos relacionados à biologia. Resumos, curiosidades e muito mais. Seja bem vindo (a) e bons estudos.

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Microrganismos como células

Unidade básica de qualquer organismo, desde os organismos constituídos de uma única célula até as formas de vida com tecidos especializados e complexos.

--> Dois tipos de células:

Célula Procariota

Célula Eucariota

--> Acelulares (sem células):

Vírus

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Martinus Beijerinck

Formulou o conceito da técnica de cultura de enriquecimento onde microrganismos são isolados a partir de amostras naturais, utilizando nutrientes e condições de incubação altamente seletivas para favorecer um grupo metabólico particular de organismos.

Isolou as primeiras culturas puras de:

Bactérias redutoras de sulfato e oxidantes de enxofre;

Bactérias fixadoras de nitrogênio presentes nos nódulos radiculares;

Bactérias produtoras de ácido láctico, algas verdes, várias bactérias anaeróbias, e muitos outros microrganismos.

Descreveu o primeiro vírus (doença do mosaico do tabaco):

*vírus RNA que infecta plantas, especialmente o tabaco e outros membros da família Solanaceae.

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Robert Koch

Em 1876, Robert Koch (médico alemão) tentou compreender o papel dos microrganismos no aparecimento de doenças. Para tal desenvolveu uma experiencia.

Os trabalhos de Koch foram importantes para a compreensão do papel dos microrganismos nas doenças. Depois de provada esta relação, os utensílios usados na medicina passaram a ser esterilizados e o número de mortes por infecção diminuíram. Os microrganismos responsáveis pelo aparecimento de doença são designados micróbios patogênicos.

Koch: antraz, cólera e Tuberculose

Estudou o antraz (doença do gado e, ocasionalmente de seres humanos). Com corantes especiais, Koch viu que as bactérias estavam presentes do animal que estava morrendo da doença.

Koch formulou um conjunto de critérios rigorosos, atualmente conhecidos como Postulados de Koch, para associar de postulados definitivamente causa e efeito em uma doença infecciosa.

Os postulados de Koch, levou ao desenvolvimento de tratamentos eficazes para a prevenção e cura de várias doenças, trazendo, assim, grande avanço às bases científicas da medicina clínica e à saúde e ao bem-estar dos seres humanos.

A realização científica que coroou Koch foi a sua descoberta do agente causador da tuberculose.

A bactéria da tuberculose (M. tuberculosis) é de difícil coloração devido ao fato de que as células apresentam grandes quantidades de um lipídeo céreo em sua parede celular. E então ele desenvolveu uma metodologia de coloração e observou as células azuis em forma de bastonetes de tuberculose nos tecidos tuberculosos, mas não em tecidos saudáveis.

Koch demonstrou que as cobaias doentes apresentavam massas de células da tuberculose em seus tecidos pulmonares, e que culturas puras obtidas a partir desses animais transmitiam a doença a animais não infectados.

Ele descobriu o agente causador da cólera (a bactéria Vibrio cholerae), e o desenvolvimento de métodos para diagnóstico da infecção por M. tuberculosis (o teste cutâneo da tuberculina).

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Microbiologia no Contexto Histórico

O futuro de qualquer ciência está enraizado em suas realizações passadas. Nos últimos 150 anos ou mais, a microbiologia avançou de forma sem precedentes sobre qualquer outra ciência biológica e tem gerado vários campos novos na biologia moderna.

Vamos conhecer os cientistas que revolucionaram ciência?

Robert Hooke

Antoni van Leeuwenhoek

Ferdinand Cohn

Robert Koch

Louis Pasteur

Martinus Beijerinck

Sergei Winogradsky

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“O PAPEL DO INFINITAMENTE PEQUENO NA NATUREZA É INFINITAMENTE GRANDE”.  - Louis Pasteur

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Impacto dos microrganismos na vida humana

Os microrganismos são importantes para o meio ambiente e para a vida humana. Importantes para o preparo de alimentos (fermentação, por exemplo), decomposição de organismos, tratamento de água, ciclo do carbono, liberação de 02 para a respiração de organismos heterótrofos e atuam em simbiose (interação entre duas espécies que vivem juntas) em organismos multicelulares.

São benéficos e maléficos (patógenos). Muitas doenças infecciosas microbianas podem ser citadas, como tuberculose, cólera, sarampo, AIDS, pneumonia, entre outros.  Os estudos dessas doenças acarretaram no controle de proliferação, adotando medidas práticas sanitárias, saúde pública e agentes antimicrobianos

Os microrganismos desempenham um papel importante na indústria alimentícia, vários laticínios dependem da ação microbiana, incluindo a fermentação de queijos, manteiga e iogurte, produzindo derivados de leite. Além disso há produtos dependentes da fermentação de leveduras, como por exemplo produtos de panificação.

A decomposição é outro fator estudado por indústrias alimentícias. Ela resulta em enormes perdas de alimentos se exposto por um tempo a ação microbiana, e por consequência a perda do alimento. Então medidas foram tomadas para que houvesse menos perdas. Podemos citar, alimentos enlatados, alimentos desidratados e congelados.

Podemos destacar que a produção de energia, o gás natural (metano). Os organismos fototróficos podem absorver energia, produzindo biomassa (matéria orgânica, que pode ser utilizada na produção de energia). A biomassa microbiana pode ser convertida em biocombustível como etanol ou metanol.

Os micro-organismos podem ser utilizados também para degradar poluentes gerados por humanos, tal processo é denominado de biorremediação. Com o tempo, podem degradar o poluente naturalmente, e então voltando ao seu estado normativo (sem poluentes). Atualmente cientistas estão estudando novas medidas para combater novos tipos de poluição do ser humano por biorremediação.

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Interações e Ecossistema microbiano

As células microbianas vivem em associação com outras células. Uma população é um grupo de células originadas de uma única célula parental a partir de sucessivas divisões celulares. O ambiente se chama habitat.

Vamos entender:

População: grupo de células (mais de uma população à comunidade microbiana)

Hábitat: ambiente onde os grupos de células vivem

Para que haja uma diversidade e abundância, a comunidade microbiana necessita-se de recursos (alimento, nutriente) e condições (temperatura, pH, presença ou ausência de oxigênio...) que prevalecem naquela comunidade.

A interações dessas populações podem ser benéficas, neutras ou prejudiciais. Por exemplo, um habitat que é favorável para o crescimento de um organismo pode, na realidade, ser nocivo para outro.

ECOSSISTEMA

Denomina-se todos os seres vivos, juntamente com os constituintes físicos e químicos de seu meio ambiente, um ecossistema.

Principais ecossistemas microbianos:

Aquáticos: (oceanos, lagoas, lagos, riachos, gelo, fontes termais)

Terrestres (solos superficiais, subsolo profundo)

Organismos superiores (dentro de ou sobre planta e animais)

O oxigênio (O2) é vital para alguns organismos e tóxico para outros. Se microrganismos aeróbios consomem o oxigênio de um habitat, estará removendo e assim tornando o habitat anóxico (desprovido de O2) e assim favorecer o crescimento de microrganismos anaeróbios.

Se os recursos e condições dos hábitats microbianos se modificarem, a população pode surgir ou decair, alterando assim, a composição da comunidade e redefinindo o ecossistema. (Tragédia de Mariana).

Já falamos nas condições ideais, mas existem também aqueles que sobrevivem a habitats extremos ou é muito quente ou muito frio, muito ácido ou muito cáustica, muito salgado ou osmótico e que sobrevivem a pressões enormes, eles são chamados de EXTREMÓFILOS. Eles não apenas toleram seu ambiente particular extremo, mas na verdade requerem esses extremos para que possam crescer.

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Geração Espontânea

Até a metade do século XIX (19), grande parte dos cientistas e filósofos acreditava na teoria da geração espontânea, na qual algumas formas da vida poderiam surgir espontaneamente (geração espontânea).

Após conhecerem os microrganismos, os cientistas começaram a se perguntar a origem deles. E então se dividiram em dois grupos: aqueles que acreditavam na Biogênese e aqueles que acreditavam na Abiogênese.

Biogênese – Alguns cientistas acreditavam, inclusive Leeuwenhoek, que as ‘’sementes’’ destas criaturas microscópicas estão sempre presentes no ar, de onde ganham acesso aos materiais e ali crescem desse que as condições sejam adequadas ao seu desenvolvimento. A essa forma de multiplicação dos microrganismos chamou-se biogênese.

Abiogênese – Outros cientistas acreditavam que os microrganismos se formavam espontaneamente a partir da matéria orgânica em decomposição ou putrefação, essa forma de multiplicação chamou-se abiogênese.

Francisco Redi (1668)

- Questionou os indícios da geração espontânea

Demonstrou que as larvas de insetos não surgiam espontaneamente de carne apodrecida. Como ele provou isso?

Ele encheu duas jarras com carne em decomposição. 

Na primeira jarra, ele deixou aberta e as moscas depositaram seus ovos e as larvas ali se desenvolveram. Na segunda jarra, ele selou e as moscas não puderam depositar os ovos sobre a carne, logo as larvas não apareceram. 

Mesmo assim, pessoas contrárias a Redi argumentaram que era preciso de ar fresco para ocorrer a geração espontânea. Então ele realizou um segundo experimento no qual, a segunda jarra foi coberta com uma fina rede em vez de ser lacrada. As larvas de insetos somente apareciam quando as moscas podiam depositar seus ovos sobre a carne.

John Needham (1745)

Fez várias experiências com frascos de vidro contendo "caldos nutritivos" abertos, fechados com rolhas, aquecidos ou não, conseguindo proliferação de microrganismos em todos os casos.

Louis Pasteur (1861)

No experimento, Pasteur adicionou um caldo nutritivo a um balão de vidro com gargalo alongado. Em seguida aqueceu o gargalo, imprimindo a esse um formato de tubo curvo (pescoço de cisne). Após a modelagem prosseguiu com a fervura do caldo, submetendo-o a uma temperatura até o estado estéril (ausência de micro-organismo), porém permitindo que o caldo tivesse contato com o ar. Depois da fervura, deixando o balão em repouso por muito tempo, percebeu que o líquido permanecia estéril. Depois de alguns dias, ao verificar a não contaminação, Pasteur quebrou o gargalo, expondo o caldo inerte aos micro-organismos suspensos no ar, favorecendo condições adequadas para a proliferação de germes.

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Introdução a Microbiologia

A microbiologia é o estudo dos organismos microscópicos e sua relação com o meio ambiente. Estuda a forma, estrutura, reprodução, fisiologia, metabolismo e a identificação dos seres microscópicos. O estudo dessa disciplina consiste na relação dos microrganismos com o meio ambiente e seres humanos. Entretanto essa relação não envolve somente efeitos prejudiciais, mas também abordara os efeitos benéficos dos microrganismos.

Equipamentos para ver os microrganismos: 

microscópio ótico (ou de luz) – (células até bactéria)

microscópio eletrônico: células até átomo

HISTÓRIA

ROBERT HOOKE (1665)

Ele observou com a ajuda de um microscópio relativamente muito simples, uma fina fatia de cortiça e relatou ao mundo que as menores unidades vivas eram ‘’pequenas caixas’’ ou ‘’células’’ como ele as denominaram.

ANTONI van LEEWENHOEK (entre 1673 e 1723)

Foi o primeiro a realmente observar microrganismos vivos através de lentes de aumento que ele fabricou. Ele escreveu uma série de cartas a Sociedade Real de Londres relatando os ‘’animálculos’’ que ele viu através de seu microscópio. Ele desenhou detalhes desses seres da água da chuva, de suas próprias fezes e de material raspado de seus dentes. Mais tare esses desenhos foram identificados como representações de bactérias e protozoários.

Desenhos:

Microscópios:

Continue lendo em: Geração Espontânea

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Categorias Taxonômicas

São os níveis hierárquicos da classificação biológica. Todos os organismos devem ser minimamente classificados nas sete categorias obrigatórias que são:

espécie, gênero, família, ordem, classe, filo e reino.

Há também diversas categorias intermediárias que não são obrigatórias. Essas categorias adicionam o prefixo (antes da palavra) como sub- (sub-espécie), infra- ou super-, mas há categorias adicionais como tribo, seção e coorte dentre outras.

 Vamos observar a classificação obrigatória do homem:

Táxon (plural táxons) é um grupo de organismos que ocupa um determinado nível hierárquico (REFICLOFAGE) da classificação biológica.

‘’Ah, mas todas os indivíduos são iguais?’’ Não! Você e sua família pertencem à mesma classificação conforme a imagem acima, porém são diferentes. Você é um espécime. Sua tia é um espécime.

1 indivíduo = 1 espécime

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Sistemática

A sistemática também trabalha com populações, especieis e demais CATEGORIAS TAXONÔMICAS. Também está relacionada com as comparações que determinam característica únicas de cada espécie. Não só características únicas, mas também comuns. Estuda sobre as causas para a existência dessas semelhanças ou diferenças. 

Finalmente, a sistemática se preocupa com as variações de cada espécie. Ela ocupa uma posição única e indispensável dentro das Ciências Biológicas.

A classificação biológica torna a diversidade orgânica acessível para todos os ramos das Ciências Biológicas, sem ela, a maioria deles seria incapaz de algum significado às suas descobertas.

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Como surgiu a classificação biológica?

Agora que já entendemos um pouco dos conceitos de sistemática e taxonomia, vamos para a história. Como surgiu essa ideia de classificar organismos? Desde o surgimento da espécie humana, o homem classificava as coisas ao seu redor como ‘’plantas de comer’’ e ‘’plantas que não podem comer’’. Ao sair de casa, ou depois de tomar banho, você deve ter colocado uma roupa específica para o momento. Por exemplo, se está frio, você deve ter colocado um casaco... escolhido a cor e etc. 

Um dos primeiros pensadores a TENTAR organizar o conhecimento biológico foi ARISTÓTELES.

ARISTÓTELES

Ele acreditava que as coisas vivas (plantas e animais por exemplo) eram da natureza como as outras classes de coisas físicas (ouro ou chumbo)

--> Método que ele utilizava na classificação:

Funcional

Binária (dividia basicamente em 2 grupos)

Empírica (ato de observar)

--> Exemplo de classificação binária:

Animais noturnos como morcegos e corujas e;

Animais diurnos como macacos e tubarões.

Animais com e sem sangue.

Por meio do EMPIRISMO (observação), Aristóteles percebeu que algumas criaturas não se encaixavam em sua classificação binária. Assim, como não sabia classificar essas outras espécies que fugiam do ‘’normal’’ para ele, ele falava que eram erros da natureza:

Baleias, focas e golfinhos: aquáticos que eram vivíparos

Morcegos: capaz de voar, mas andava

Esponjas: fixo como plantas.

Podemos observar que, ele visualizava muito características morfológicas. Aristóteles seguia o princípio da organização em níveis hierárquicos, com base nisso que formou a classificação moderna (classificação moderna possui níveis hierárquicos de ancestralidade).

Ele era FIXISTA, ou seja, entendia que as espécies não sofriam mudanças ao longo do tempo. Qualquer mudança na espécie indicava uma NOVA espécie.

TEOFRASTO

Propôs uma classificação geral (por meio de análises de seus tamanhos variados) para plantas.

Arvores (grande porte)

Arbustos (médio porte)

Ervas (pequeno porte)

 *Ele observava o tamanho dos caules para fazer uma descrição.

LINNAEUS:

- Era FIXISTA 

- Relações casuais entre pais e prole.

- Criou o sistema binomial, o qual é a base para a nomenclatura atual.

Exemplos: - Homo sapiens

                 - Cannis familiaris

                 - Tapirus terrestris

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Sistemática e Taxonomia

Para estudar a diversidade no mundo, precisamos da Sistemática ou Taxonomia.

Taxonomia: 'arranjo' (taxis)     e 'lei' (nomos) --> arranjo: classificação biológica     (reino, filo, classe, ordem...); **lei: **critérios adotados para     promover a classificação biológica (morfológico, ecológico, evolutivo,     tipológico...)

Sistemática: (systema)     que também diz respeito à organização dos agrupamentos biológicos. --> Inclui 3 ramos: Filogenia (relação evolutiva), taxonomia (identificação e descrição), Biogeografia (distribuição das espécies) Continue lendo aqui.

--> TAXONOMIA E SISTEMÁTICA: SINÔNIMOS

Com base no princípio da razão (humanismo), pode-se conhecer e descobrir diversas coisas na ciência. 

A diversidade e a unicidade são aspectos importantes no mundo da vida. Para triar e determinar sua natureza são as tarefas da taxonomia.

Dá para saber quantas espécies existem no mundo? Não exatamente. Dois milhões de espécies de animais, plantas e micro-organismos já foram descritos atualmente, porém, estimam-se que existam muito mais a serem descritas (viventes e já extintas) e também os próprios organismos têm seus parasitas, muitos deles sendo espécie-específico.

Autores como Simpson, Wheeler, Winston e Schuh, deram opinião acerca deste tema. Porém, a concepção de Simpson é mais ampla e utilizada entre SISTEMATAS e/ou TAXONOMISTAS.

Na definição de Simpson, o termo relação não deve ser entendido apenas no senso estreito de filogenética (estudo da ANCESTRALIDADE dos organismos. O qual nos permitem organizar a biodiversidade), mas sim concebê-lo mais amplamente para incluir as interações comportamentais ou ecológicas entre os organismos.

A seguir: Como surgiu a classificação biológica?