Gametas feminino e masculino

O estudo do desenvolvimento do corpo dos animais é capaz de fornecer informações úteis não somente ao estudo anatômico micro ou macroscópico, assim como o das estruturas que o compõem, mas também se revela importante no estabelecimento das relações evolutivas. Afinal, algumas delas já estão evidenciadas durante o estágio de formação embrionária.

No entanto, não podemos iniciar nossos estudos sobre a embriologia comparada sem compreender melhor algumas diferenças estabelecidas antes mesmo da formação do embrião. Trata-se daquelas relacionadas aos gametas feminino e masculino.

Gameta masculino

O gameta masculino (ou espermatozoide) apresenta formas variadas nas espécies de vertebrados, mas ele comumente é composto por:

Gameta feminino

O gameta feminino (ou ovo) pode conter:

Vitelo

Substância rica em carboidratos, proteínas e lipídeos que busca nutrir o embrião durante o período no qual ele não consegue obter acesso a outras fontes de nutrientes.

Observaremos a seguir como os ovos das diferentes espécies animais podem ser classificados segundo sua quantidade de vitelo:

As seguintes condições, portanto, refletem uma adaptação das diversas espécies ao tipo de ambiente no qual haverá a formação e o desenvolvimento do embrião:

• Presença (ou não) de vitelo;
• Quantidade de vitelo;
• Envoltórios presentes nos diferentes tipos de ovos animais.

Verificaremos as formações e os surgimentos decorrentes desse processo:

Blastulação

Após alcançar o estágio de mórula, os blastômeros continuam a sofrer mitoses e tomam a direção da periferia do zigoto, formando uma cavidade contendo líquido conhecida como blastocele. Neste momento, a mórula passa a ser chamada de blástula.

Você pode estar se perguntando: a blástula é igual em todos os animais?

Como a clivagem ocorre de diferentes modos segundo a presença e a quantidade de vitelo no ovo, a forma assumida pela blástula também muda. Vejamos as figuras a seguir:

Gastrulação

Analisaremos agora a estruturação dos órgãos dos animais. Após a formação da blástula, as células passam por diversos rearranjos e divisões. Como consequência, isso resultará na formação de:

• Estruturas do sistema nervoso central (neurulação);
• Três folhetos germinativos (gastrulação): endoderma, mesoderma e ectoderma.

Entenda os folhetos germinativos primários presentes nos embriões e algumas estruturas derivadas deles:

Perceba como o desenvolvimento embrionário apresenta estruturas bem parecidas em diferentes espécies de animais:

Princípios de construção corpórea em vertebrados

A formação do corpo animal observada durante o período de embriogênese e organogênese segue princípios comuns que regem a construção de todos os organismos vertebrados.

Eles nos permitem perceber a existência de um padrão de desenvolvimento do corpo presente em todos esses animais, auxiliando na identificação de semelhanças e de divergências existentes entre as estruturas anatômicas de diversas espécies.

Esmiuçaremos a seguir os quatro princípios básicos do processo de constituição dos corpos vertebrados e seus três tipos de plano anatômico.

Constituição dos corpos

Ocorrida durante o desenvolvimento embrionário, a construção do corpo dos animais vertebrados segue os seguintes princípios de construção corpórea:

Nota-se ainda a existência de órgãos ímpares ou únicos, como fígado, baço e pâncreas. Isso indica que eles se encontram em apenas um antímero do animal.

Paquimeria (ou tubulação)

O organismo é composto por três tubos (paquímeros):

Estratimeria (ou estratificação)

As estruturas que compõem o corpo animal estão dispostas em camadas. Dessa forma, elas podem ser superficiais, como o tegumento, ou profundas, que é o caso dos pulmões.

Isso acontece porque, como já vimos, a organogênese ocorre a partir dos três folhetos embrionários (endoderma, mesoderma e ectoderma) dispostos em diferentes estratos.

Qual é a importância prática desses princípios?

O conhecimento sobre eles possibilita a identificação de estruturas homólogas entre as diferentes espécies animais. A despeito da mesma origem embrionária e conformação básica, essas estruturas se caracterizam pela apresentação de funções diferentes.

A análise de estruturas homólogas revela a ocorrência de órgãos vestigiais ou rudimentares, ou seja, que não se desenvolvem completamente em algumas espécies, mas, em outras, sim. De um ponto de vista utilitário, eles podem ser considerados afuncionais.

Essas diversificações, portanto, são provenientes da adaptação dos organismos às novas condições ecológicas.

Também é possível identificar nas espécies animais estruturas análogas. A despeito do desempenho de funções semelhantes, elas possuem uma origem embrionária e uma conformação básica diferentes, como, por exemplo, as asas presentes em insetos e em morcego.

A existência dessas estruturas aponta a inexistência de um ancestral comum, revelando, assim, um processo de convergência adaptativa. Trata-se da evolução de estruturas similares ou análogas em diferentes linhagens, ainda que elas não possam ser atribuídas a um ancestral comum. O fato de as estruturas serem análogas não significa que elas sejam homólogas.

A identificação de analogias e homologias – incluindo a presença de órgãos vestigiais – entre as espécies animais permite avaliá-las evolutivamente e estudar o seu processo de adaptação ao meio.

Listaremos a seguir os três tipos de plano anatômico:

Mas, afinal, qual é a aplicação prática desses princípios?

Esses planos são bastante utilizados em estudos anatômicos aplicados a exames de imagem, como, por exemplo, tomografia computadorizada e ressonância magnética.

Limites anatômicos das cavidades corpóreas

Como sabemos onde começam e terminam as cavidades corpóreas?

Pensemos nelas como espaços que contêm estruturas anatômicas, assim como um quarto conta com uma cama, uma escrivaninha e um guarda-roupas. Da mesma forma que um recinto precisa ter paredes que limitem seu interior, as cavidades anatômicas também devem apresentar limites que demarcam o espaço delas. São os chamados limites anatômicos.

Dessa forma, destacaremos a seguir os limites destas cavidades corpóreas:

Anatomia topográfica

Como podemos localizar as estruturas anatômicas dentro de cada cavidade corpórea?

Atendo-nos ainda ao exemplo do quarto, sabemos que há nele uma cama, uma escrivaninha e um guarda-roupas, mas não definimos exatamente a disposição dos móveis no interior dele nem como eles foram colocados lá.

Para imaginá-lo o mais próximo possível da realidade, alguém precisa dizer como estão posicionados esses itens, ou seja, se a cama está à direita e a escrivaninha, à esquerda, se o guarda-roupas está encostado na parede – enfim, deve ser feita uma descrição completa! Essa lógica também vale para as estruturas anatômicas presentes nas cavidades corpóreas.

Para conhecermos realmente essa cavidade, precisamos situar cada estrutura dentro dela, permitindo que exista a real noção de sua disposição anatômica. Por isso, os eixos anatômicos são empregados para a localização das estruturas no interior da cavidade corpórea.

De modo geral, existem, em todas essas cavidades, nervos, vasos sanguíneos, vasos linfáticos e linfonodos (somente em mamíferos), além das estruturas que serão citadas a seguir.

Na cavidade craniana, estão presentes:

• Cérebro;
• Tronco cerebral;
• Cerebelo.

Esta cavidade é subdividida ainda em calota craniana e base do crânio.

Agora já podemos imaginar melhor a disposição das estruturas anatômicas presentes na cavidade craniana! A espinhal, por sua vez, abrange a medula espinhal.

Cada pulmão ocupa quase inteiramente a sua respectiva região lateral, enquanto a cranial (ou pré-cardíaca) do mediastino é ocupada pelo timo, pela traqueia e pelo esôfago.

A traqueia e o esôfago também ocupam, ao lado do coração, o mediastino médio (ou cardíaco). Já sua região caudal (ou mediastino pós-cardíaco) corresponde à área que integra o espaço entre o coração e o músculo diafragma.

Vejamos agora os componentes da cavidade abdominal (ou abdômen):

Diferenças entre as cavidades corpóreas dos animais

As espécies domésticas não possuem as mesmas cavidades corpóreas.

As aves, os anfíbios, os répteis e os peixes não apresentam o músculo diafragma; logo, não existe neles uma divisão entre as cavidades torácica e abdominopélvica.

O que encontramos nelas é uma única cavidade denominada celomática. Ela aloja todos os órgãos encontrados nas cavidades torácica e abdominopélvica das outras espécies a despeito da ocorrência de algumas particularidades, já que tais espécies não apresentam uretra ou próstata.

Além disso, ao contrário dos mamíferos, seus testículos não se localizam na bolsa escrotal (extracavitários). Eles, portanto, são intracavitários, ou seja, ficam no interior da cavidade celomática. Em contrapartida, há órgãos ausentes em mamíferos, como, por exemplo, os sacos aéreos das aves e a bexiga natatória dos peixes.

Classificação morfológica dos órgãos

Apontaremos agora as diferenças entre as estruturas anatômicas presentes no interior das cavidades corpóreas. Tais diferenças correspondem aos elementos orgânicos que somos capazes de visualizar e distinguir a olho nu. Trata-se, portanto, dos órgãos que integram os sistemas do corpo animal.

Por conta disso, essas estruturas – ou seja, os órgãos – assumem diversas formas e funções diferentes. O estudo de sua forma é denominado morfologia, enquanto o de suas funções em condições normais denomina-se fisiologia.

Os órgãos, em geral, são compostos por:

Trata-se, assim, do princípio da estratificação abordado no módulo anterior.

Do ponto de vista morfológico, os órgãos podem ser classificados, segundo a presença ou não de espaço no interior da sua estrutura anatômica, denominado luz ou lumen, como:

Homeostase em animais

Os diversos órgãos distribuídos nas cavidades corpóreas dos animais vertebrados são compostos por células. Portanto, a célula é a unidade funcional básica do corpo animal, e cada uma apresenta características particulares que permitem o desempenho de determinada função.

Abordaremos a seguir o conceito e a estruturação da homeostase, discorrendo sobre o funcionamento da comunicação celular e seus mecanismos de feedback. Além disso, falaremos sobre a adaptação dos animais ao meio onde habitam.

Conceito e estruturação

A homeostase é o estado de equilíbrio dinâmico das funções corporais estabelecido por meio de diversos sistemas de controle locais e sistêmicos a partir da ativação e/ou inibição de fatores que influenciam a atividade das células. Essa influência gera uma reação em cadeia, pois ela afeta os órgãos, os sistemas e, por fim, o próprio organismo como um todo.

Se eles tiverem sucesso, a homeostase é novamente alcançada e o corpo permanece em seu estado saudável. Caso esses mecanismos falhem, o equilíbrio entre as funções orgânicas é perdido e ocorre a perda de seu estado saudável.

Para que suas células consigam realizar adequadamente as funções delas, o corpo animal precisa, entre outros parâmetros fisiológicos, se manter numa determinada faixa de:

Quando tais parâmetros são perdidos, as células realizam suas funções de modo inadequado, o que gera um mau funcionamento de todo o organismo. É nesse momento que os mecanismos compensatórios buscam o:

• Retorno do parâmetro fisiológico perdido;
• Restabelecimento do equilíbrio do meio interno do corpo do animal;
• Bom funcionamento do organismo, ou seja, a homeostase.

Essa necessidade de constância do meio interno dos organismos vivos para que suas funções, a despeito de quaisquer alterações externas, ocorram de modo adequado foi descrita pela primeira vez por Claude Bernard em 1859. Segundo Bernard (1859):

Apenas 70 anos depois houve uma descrição dos mecanismos que levam à manutenção dessa constância. Eles foram nomeados como homeostase por Walter Cannon. Para Cannon (1929):

Comunicação celular

Como as diferentes células do corpo conseguem trabalhar em conjunto para a manutenção da homeostase?

Elas precisam se comunicar, ou seja, as que perceberem as modificações externas ou internas ao organismo deverão sinalizá-las às demais células do corpo para elas trabalharem na execução das funções que colaborem na restauração do equilíbrio orgânico.

Ela ocorre graças à presença de moléculas sinalizadoras denominadas ligantes ou mensageiros, podendo ser proteínas, aminoácidos e ácidos graxos.

Essa comunicação entre as células pode ser:

Basicamente, dois sistemas regulam a homeostase no organismo humano:

• Nervoso (comunicação mais rápida e curta);
• Endócrino (mais lenta e duradoura).

Mecanismos de feedback

As respostas compensatórias desencadeadas por esses sistemas são reguladas por intermédio de um mecanismo dinâmico conhecido como feedback. Trata-se de um mecanismo de retroalimentação no qual eventos são desencadeados em função de outros, garantindo, assim, a homeostase.

Um feedback pode ser:

Homeostase e adaptação ao meio

Os mecanismos químicos e físicos de compensação do equilíbrio das funções orgânicas garantem a capacidade de adaptação ao meio ambiente, tornando possível a sobrevivência dos seres vivos independentemente das condições externas do meio que os cerca. Por conta disso, alguns deles apresentam mecanismos compensatórios que lhes garantem a sobrevivência em condições nas quais, para outras espécies, é impossível a manutenção da homeostase, levando-as até mesmo ao óbito.

Quanto mais satisfatórios forem os mecanismos reguladores dela, maiores serão as chances de sobrevivência face às alterações ocorridas no meio. Analisaremos a seguir alguns casos em que o mecanismo de homeostase pode ser observado:

Agora imagine que um cão está num ambiente cuja temperatura é de 10°C. De acordo com a segunda lei da termodinâmica, o calor tende a fluir de um corpo com uma temperatura mais alta para outro com uma mais baixa. Desse modo, ele perde calor para o ambiente e a sua temperatura corporal diminui, o que compromete suas funções orgânicas.

Neste momento, uma sequência de eventos ocorre na tentativa de retomar a temperatura fisiológica do cão: o hipotálamo detecta a queda de temperatura corporal, enquanto o animal tem a sensação do frio. Assim, seu corpo promove tanto a constrição dos vasos sanguíneos superficiais, diminuindo a perda de calor, quanto a contração de músculos esqueléticos, provocando tremores para produção dele.

De modo geral, os animais podem ser:

Desequilíbrio hídrico do organismo

Este caso também serve para ilustrar os mecanismos de homeostase do corpo e a adaptação das espécies animais ao meio onde vivem.

Pensemos juntos: o que leva um animal a buscar água para beber?

O hipotálamo detecta a diminuição da quantidade dela no organismo, fazendo com que o animal tenha a sensação de sede. Desse modo, o hormônio antidiurético liberado pela neuro-hipófise faz com que menos água seja eliminada pelos rins.

A quantidade de água em cada vertebrado varia, assim como sua capacidade de minimizar as perdas e de regular o consumo hídrico. Dessa forma, alguns animais são capazes de sobreviver em ambientes com escassez hídrica, como os répteis e os camelos, enquanto outros não conseguem fazê-lo, como os bovinos.

Restrição de alimento

Os mecanismos de manutenção da homeostase também podem ser bem evidenciados neste exemplo. Imaginemos agora um animal caçador, como uma raposa.

Se a nossa raposa ficar sem se alimentar por um determinado período, os níveis de glicose no seu sangue diminuirão, o hipotálamo detectará essa queda e ela terá a sensação de fome. Essa sensação, portanto, indica que:

• Os níveis de glicose estão baixos;
• A energia necessária para o desempenho das funções orgânicas está comprometida;
• A homeostase fica prejudicada.

Para que a homeostase seja recuperada, o animal precisa se alimentar e fornecer às células as moléculas necessárias provenientes dos nutrientes ingeridos, como a glicose. Quando ele se alimenta, a distensão da parede de seu estômago e o nível aumentado de glicose em seu sangue são percebidos pelo hipotálamo, obtendo ele, por fim, uma sensação de saciedade.

Com isso, os níveis de glicose vão decaindo e ficam baixos, recomeçando o processo. Até que o animal se alimente novamente, o pâncreas libera glucagon, que induz o fígado a liberar a glicose estocada até o alimento ser encontrado.

Durante o processo de evolução das espécies, algumas desenvolveram mecanismos de aproveitamento e armazenamento de energia proveniente dos nutrientes, estando mais bem adaptadas a condições de restrição alimentar.

Como um animal não pode controlar as alterações que ocorrem externamente ao seu corpo – ou seja, no meio em que vive –, o sucesso dos mecanismos de homeostase é o grande responsável pela manutenção da sua vida, estando relacionado ao processo evolutivo e à adaptação das espécies ao meio.