Explorar a nossa terra fluida
Introduction to Worms
A maioria das pessoas está familiarizada com minhocas encontradas no solo do jardim. Embora muitos tipos diferentes de animais sejam comumente agrupados como “vermes”, existem vários phyla distintos que se encaixam na categoria. Os vermes são tipicamente criaturas longas e magras que se movimentam eficientemente sem pernas. Os diferentes filas de vermes apresentam uma grande variedade em tamanho, complexidade e estrutura corporal. Os vermes chatos (phylum Platyhelminthes) são animais simples que são ligeiramente mais complexos do que um cnidário. Os vermes redondos (phylum Nematoda) têm um plano corporal ligeiramente mais complexo. Os vermes segmentados (phylum Annelida) são os animais mais complexos com planos corporais semelhantes aos dos vermes. Um estudo de vermes pode iluminar uma possível história de como alguns sistemas de órgãos e características corporais evoluíram.
p>P>Tomopteris/em sp.; um animal invertebrado no phylum Annelida)/pbr /
P>Tomopteris/em sp. Os vermes têm uma extremidade anterior (cabeça) e uma extremidade posterior (cauda) definidas. A superfície ventral dos vermes e outros organismos é o lado inferior do corpo, muitas vezes mais próximo do solo. A superfície dorsal está localizada na parte superior do corpo virada para o céu. As superfícies laterais são encontradas nos lados esquerdo e direito do corpo. A figura 3.35 compara a simetria bilateral de um tubarão-baleia e de um verme de plychaete nadador. Os órgãos para sentir a luz, o tacto e o olfacto estão concentrados nas cabeças dos vermes. Eles podem detectar os tipos de ambiente que encontram movendo-se na direcção anterior.
Existem seis características e sistemas que revelam uma complexidade evolutiva na estrutura do corpo da maioria dos vermes:
- uma mesoderme, uma camada intermédia do corpo entre as camadas internas (endoderme) e externas (ectoderme) do tecido que forma o tecido muscular
- um sistema nervoso central guiado por um “cérebro”
- um sistema circulatório composto por uma série de tubos (vasos) cheios de líquido (sangue) para transportar nutrientes dissolvidos, oxigênio e produtos residuais ao redor do corpo de forma rápida e eficiente
um sistema excretor para eliminar alguns tipos de resíduos um sistema digestivo completo, desde uma boca anterior até um ânus posterior um coelom, uma cavidade corporal entre o tubo digestivo e a parede externa do corpo que é revestida com tecido
Liaminas: Filo Platyhelminthes
O filo Platyhelminthes consiste em animais simples, semelhantes a minhocas, chamados flatworms (Fig. 3.36). O nome Platyhelminthes (pronuncia-se “plat-ee-hel-MIN-theze”) é derivado da palavra raiz grega platy que significa plano e da palavra raiz grega helminth que significa verme. Os vermes planos vivem em terra, em água doce, no oceano e em ou sobre outros animais como parasitas (por exemplo, as ténias). Vermes planos parasitas que vivem em ou dentro de outros animais – incluindo humanos – podem ferir ou mesmo matar o organismo hospedeiro. Os vermes planos não parasitas que vivem livremente têm tipicamente menos de 10 centímetros de comprimento. As espécies marinhas vivem enterradas na areia ou debaixo de rochas em águas pouco profundas. Todas as minhocas planas que vivem em liberdade são predadoras que caçam activamente para se alimentarem. Algumas vivem simbioticamente com caranguejos, amêijoas, ostras, camarões e cracas. Algumas lombrigas marinhas são brilhantemente coloridas (Fig. 3.36 A) enquanto outras são drabianas e se misturam no ambiente (Fig. 3.36 B).
Flatworms are more complex than cnidarians. Os cnidários têm duas camadas de células, a ectoderme e a endoderme; os vermes planos têm uma camada média chamada mesoderme entre as outras duas camadas (Fig. 3.16). Esta camada extra é importante porque as suas células são especializadas num sistema muscular que permite a um animal mover-se. A partir dos vermes planos, todos os animais que estudaremos posteriormente terão uma mesoderme e um sistema muscular. As células do ectoderme e endoderme também são mais organizadas do que as células semelhantes dos cnidários. Pela primeira vez, vemos grupos de tecidos que evoluíram para formar órgãos, como os do sistema digestivo, nervoso e excretório.
como os cnidários, os flatworms têm um sistema digestivo com apenas uma única abertura para a cavidade digestiva, mas em flatworms marinhos vivos independentes a cavidade se ramifica em todas as partes do corpo (Fig. 3.37 B). Estes vermes chatos alimentam-se através de uma faringe. Uma faringe é uma parte da boca longa e tubular que se estende do corpo, envolve a comida e a rasga em pedaços muito finos (Fig. 3.37 C e D). As células que revestem a cavidade digestiva acabam por digerir o alimento. Depois, os nutrientes dissolvidos deslocam-se para outras células do corpo. Os alimentos não digeridos voltam a sair pela boca, como nos cnidários. As ténias parasitárias geralmente absorvem os seus nutrientes directamente do hospedeiro, enquanto que os parasitas retem um sistema digestivo.
Como a maioria dos animais autopropulsores, as ténias planas independentes têm um sistema nervoso central. Um sistema nervoso central consiste de uma massa de células nervosas, chamada gânglio (em organismos mais complexos, o gânglio evolui para um cérebro) na parte anterior do corpo, e um cordão nervoso que se estende do cérebro para a extremidade posterior do corpo (Fig. 3.38). As células sensoriais na cabeça detectam alterações no ambiente. Nos vermes planos de vida livre, as células sensoriais que respondem à luz estão agrupadas em dois pontos oculares na cabeça. As células sensoriais que detectam correntes de água, objetos sólidos e produtos químicos estão em duas projeções em forma de aba na cabeça chamadas aurículas. Em animais autopropulsores, estes órgãos sensoriais na cabeça são a primeira parte do animal que encontra novos ambientes. O gânglio recebe informações das estruturas sensoriais e envia sinais para outras partes do corpo ao longo de dois fios de células nervosas que correm em direção à cauda. Como os cordões nervosos são conectados por cordões cruzados em forma de escadote, este tipo de sistema nervoso é freqüentemente chamado de “escada nervosa”.”
O sistema excretor remove os produtos residuais e o excesso de água dos tecidos de minhocas planas. Os vermes planos têm um sistema surpreendentemente elaborado para livrar o corpo de resíduos (Fig. 3.39). Esta rede percorre o comprimento do animal de cada lado e abre-se para o exterior através de pequenos poros na região posterior do corpo. Ligadas aos tubos estão pequenas células que movem os resíduos e a água dos tecidos para os tubos. Essas células contêm flagelos que batem para frente e para trás, criando uma corrente de fluido que se move constantemente em direção aos poros excretores. Sob um microscópio o movimento flagelar parece um fogo cintilante, e a estrutura é chamada de chama bulbo.
p>Latworms não têm sistema circulatório. Os animais sem sistema circulatório têm capacidades limitadas de fornecer oxigénio e nutrientes às células do seu corpo devido à forma como as moléculas se comportam. À medida que as moléculas se espalham pela água, elas tornam-se menos concentradas à medida que se afastam da sua fonte. Isto é conhecido como difusão. Um animal marinho em forma de bola não obteria oxigénio e nutrientes adequados para as suas células mais internas porque as células estão demasiado longe da superfície do corpo para que as moléculas se movam (difusas) para elas (Fig. 3.40 A). Mas os cnidários não têm problemas com a difusão porque a maioria das células dos seus corpos em forma de saco estão em contacto directo com a água, facilitando a troca de oxigénio e nutrientes (Fig. 3.40 B). As ténias planas, em forma de saco, mas achatadas, também levam facilmente oxigénio e nutrientes às células do seu corpo porque todas as suas células estão próximas da superfície externa ou da cavidade digestiva (Fig. 3.40 C). À medida que os animais se tornam maiores e mais complexos, a difusão muitas vezes não é mais uma opção, e então começamos a ver o desenvolvimento dos sistemas circulatório e respiratório.
Roundworms: Nematoda de Filo
Espécie no filo Nematoda (da palavra grega nema que significa fio de raiz) são mais conhecidos como os vermes redondos (Fig. 3.41). Existem cerca de 25.000 espécies de nematódeos formalmente descritas pelos cientistas. Os nematódeos são encontrados em quase todos os habitats da Terra. Uma espécie foi descoberta pela primeira vez vivendo dentro de bases de cerveja de feltro nas cervejarias alemãs. Estudos de terras agrícolas encontraram até 10.000 nematódeos em 100 centímetros cúbicos (cm3) de solo. Os nematódeos são igualmente abundantes em sedimentos marinhos e de água doce onde servem como importantes predadores, decompositores e presas para outras espécies como caranguejos e caracóis.
Like flatworms, roundworm species adoptam um estilo de vida livre ou um estilo de vida parasitário. Os nematódeos parasitas (Fig. 3.41 A, C, D, e E) incluem os vermes do coração que infectam os cães domésticos e os ancilóstomos e minhocas que comumente infectam crianças pequenas. Muitos nematódeos que são parasitas das plantas podem devastar as culturas. Alguns nematódeos são criptobióticos e têm demonstrado uma notável capacidade de permanecer adormecidos por décadas até que as condições ambientais se tornem favoráveis.
Como as minhocas planas, os nematódeos são bilateralmente simétricos. Tiram o seu nome da forma transversal do seu corpo redondo. Ao contrário dos vermes planos em que os alimentos e resíduos entram e saem da mesma abertura, os nematódeos têm um sistema digestivo completo. Um animal com um sistema digestivo completo tem uma boca em uma extremidade, um tubo longo com partes especializadas no meio, e um ânus na outra extremidade. O sistema digestivo completo é visto em organismos mais complexos e oferece muitas vantagens sobre o método de digestão do verme chato. Com um sistema digestivo completo um animal pode comer enquanto as suas refeições anteriores digerem. Partes do sistema digestivo podem se especializar para fazer diferentes trabalhos, digerindo os alimentos em etapas (Fig. 3.42). À medida que o alimento se move, ele é quebrado em moléculas e absorvido pelas células que revestem o tubo. Os músculos que envolvem o tubo contraem-se, apertando o alimento e empurrando-o num processo chamado peristaltismo. Resíduos indigestíveis passam através do ânus.
Semelhante a vermes planos, os nematódeos são esguios e estão cobertos por uma cutícula protectora. Uma cutícula é uma cobertura cerosa secretada pela epiderme, ou tecido celular mais externo. Devido a esta cobertura, a troca gasosa não pode ocorrer diretamente através da pele como nas minhocas planas. Pelo contrário, as trocas gasosas e a excreção de resíduos nos nematódeos ocorrem por difusão através da parede do intestino. Embora os nematódeos tenham um espaço no corpo entre o trato digestivo e a parede do corpo, ele não é revestido com tecido e não é considerado um verdadeiro celoma. Assim, nematódeos são por vezes referidos como pseudocoelomatos (Fig. 3.17 C).
Muitos vermes têm duas bandas musculares: os músculos longitudinais que percorrem o comprimento do corpo e os músculos circulares que formam bandas circulares ao redor do corpo. Ao contrário de outros vermes que têm duas bandas de músculos, os nematódeos só têm músculos longitudinais. Isto explica o seu movimento característico de empuxo, pois só se podem mover contraindo os músculos longos de ambos os lados do corpo e movendo-se para a frente. O sistema nervoso dos nematódeos consiste num conjunto de nervos que percorrem o comprimento do corpo e se ligam aos gânglios anteriores. Os nematódeos de vida livre são capazes de sentir a luz com ocelos, e a maioria dos nematódeos tem habilidades quimiossensoriais bastante complexas. A maioria dos nematódeos não são hermafroditas, com ambos os sexos em um único indivíduo, mas são conhecidos como indivíduos dioecious-having de sexos separados. Suas habilidades quimiossensoriais são muito úteis, pois dependem de feromonas para localizar potenciais companheiros.
Vermes segmentados: Filo Annelida
Os vermes do filo Annelida (do latim Annelus que significa anel) tipicamente têm corpos segmentados complexos (Fig. 3.43). O corpo de um anelídeo é dividido em seções repetidas chamadas segmentos com muitos órgãos internos repetidos em cada segmento. As minhocas terrestres (classe Oligochaeta) são membros terrestres familiares deste filo e as sanguessugas (classe Hirudinea) são membros parasitas bem conhecidos do filo, mais comumente encontrados em água doce. Os vermes poliqueta ou “vermes de cerdas” (classe Polychaeta) são o maior grupo do filo Annelida. Oligochaete; uma espécie de minhoca asiática emAmynthas/em sp./pbr / 
Polychaete (das palavras gregas raiz poly que significa muitos e chaeta que significa cerda) vermes anélidos são assim chamados porque a maioria de seus segmentos tem cerdas chamadas chatae ou setae. A Figura 3.44 mostra dois exemplos de sedas de poliqueta. As poliaquetas em movimento livre (não sésseis) têm abas musculares chamadas parapodia (do grego para significar próximo e podia significando pés) em seus lados, e as sedas nessas parapodias cavam na areia para locomoção. Vermes de fogo são um tipo de poliquetas que ganharam seu nome por picadas de cerdas em cada parapodio (Fig. 3.44 A). Estas cerdas podem penetrar na pele humana, causando irritação, dor e inchaço, semelhante à irritação causada pela exposição à fibra de vidro.
Tubeworms são poliquetas sésseis que vivem em tubos que eles constroem secretando o material do tubo. Os tubos, presos às rochas ou embebidos em areia ou lama, podem ser de couro, calcários ou cobertos de areia, dependendo da espécie de minhoca (Fig. 3.45). Os vermes tubulares alimentam-se prolongando os tentáculos a partir do tubo. Pedaços de comida movem-se ao longo das ranhuras nos tentáculos até à boca. Alguns tubeworms retraem os seus tentáculos quando a comida cai sobre eles. Os tubeworms usam o seu parapodio para criar correntes de água que fluem através dos tubos para ajudar na respiração e ajudar a limpar os tubos. Por outro lado, os vermes policarbonatos, de vida livre ou móveis, têm uma probóscide que se pode estender da boca para apanhar as presas. Este é um órgão de alimentação que muitas vezes está armado com pequenos dentes ou mandíbulas na ponta. Com seu estilo de vida ativo e boas defesas, os poliquetas em movimento livre podem ganhar a vida em uma variedade de habitats como lama, areia, esponjas, corais vivos e algas.
Like flatworms, annelids have a mesoderm with muscle, a central nervous system, and an excretory system. Cada um destes sistemas é mais complexo no anelídeo do que em minhocas planas ou nematódeos. Além de um sistema digestivo completo mais especializado, os vermes-anelídeos também evoluíram características corporais não encontradas nos vermes planos ou nematódeos. Estas características aparecem de alguma forma em todos os animais maiores e mais complexos:
- a coelom, uma cavidade corporal entre o tubo digestivo e a parede externa do corpo que é revestida com tecido
- um sistema circulatório que consiste numa série de tubos (vasos) cheios de líquido (sangue) para transportar nutrientes dissolvidos, oxigénio e produtos residuais de forma rápida e eficiente
Recorde que o celoma é uma cavidade cheia de fluido que se encontra entre o tubo digestivo e o tubo externo do corpo e rodeada por tecido mesodérmico. O tubo digestivo encontra-se no interior do tubo exterior do corpo. Este arranjo é chamado “tubo com construção dentro de um tubo” (Fig. 3.46). O fluido no coeloma suporta os tecidos moles da parede do corpo como no esqueleto hidrostático dos cnidários. Os músculos mesodérmicos na parede do tubo do corpo e do tubo digestivo podem exercer pressão sobre o fluido para ajudar no movimento. Na parede do corpo dos anelídeos estão dois tipos de músculos: circular e longitudinal. Quando os músculos circulares se contraem, o segmento torna-se mais longo e mais estreito. Quando os músculos longitudinais se contraem, o segmento fica mais curto e mais gordo (Fig. 3.47). Estas contracções produzem o movimento rastejante dos vermes. Lembre-se que os nematódeos não têm músculos circulares, e só se podem mover contraindo os seus músculos longitudinais, empurrando e mexendo-se em vez de rastejarem. As sedas ao longo do corpo de poliquetas colam-se no substrato, mantendo partes do verme no lugar enquanto outras partes se movem para a frente.
Annelids têm um sistema circulatório fechado no qual o sangue é bombeado pelos músculos nos vasos sanguíneos (Fig. 3.48). O sangue flui através dos capilares microscópicos, captando moléculas alimentares do tracto digestivo e oxigénio da pele e transportando-as para as células do corpo. O parapodio, as abas nos lados dos segmentos, aumentam a superfície da pele para a respiração. Em um sistema circulatório eficiente como este, os tecidos internos de um animal não precisam estar perto de seus órgãos digestivos e respiratórios porque o sangue fornece nutrientes e oxigênio. Tal sistema deixa os animais crescerem muito mais do que é possível nos vermes planos, que devem confiar na difusão.
O sistema nervoso também é mais complexo nos anelídeos do que em outros phyla semelhantes a vermes. Os anelídeos têm um órgão cerebral simples constituído por um par de grupos de nervos na região da cabeça (Fig. 3.49). Os nervos ligam o cérebro aos órgãos sensoriais da cabeça que detectam o ambiente na frente do verme. As minhocas de terra não têm olhos, mas os anélidos políchetos têm olhos que podem distinguir entre o claro e o escuro. Alguns olhos de vermes políchete podem até detectar formas. Os nervos também se estendem do cérebro ao redor do tubo digestivo e ao longo da superfície ventral. Um gânglio ou grupo de células nervosas opera os órgãos em cada segmento.
O sistema excretor de vermes-anelídeos consiste de um par de pequenos tubos em cada segmento. Estes tubos, chamados nefróides (da palavra grega raiz nefróide que significa rim), são abertos em ambas as extremidades. Eles filtram o fluido celómico, que contém moléculas de nutrientes úteis juntamente com moléculas de resíduos. À medida que o fluido se move através do tubo, as moléculas úteis retornam ao coeloma, e as moléculas residuais passam para a água. Embora este sistema pareça menos complexo que o de uma minhoca plana, as nefrídias são na verdade um método mais eficiente de manipulação de produtos residuais porque filtram o fluido, mantendo as moléculas úteis dentro do corpo (Fig. 3.50).