Objectivos de aprendizagem
Ao final desta secção, você será capaz de:
- Comparar características estruturais e de organização da Porifera e da Cnidaria
- Descrever o desenvolvimento progressivo dos tecidos e a sua relevância para a complexidade animal
A Cnidaria de Filo inclui animais que mostram simetria radial ou biradial e que são diploblásticos, ou seja, que se desenvolvem a partir de duas camadas embrionárias. Quase todos (cerca de 99 por cento) os cnidários são espécies marinhas.
Cnidários contêm células especializadas conhecidas como cnidócitos (“stinging cells”) contendo organelas chamadas nematocistos (stingers). Estas células estão presentes ao redor da boca e tentáculos, e servem para imobilizar as presas com as toxinas contidas dentro das células. Os nematocistos contêm fios enrolados que podem conter farpas. A parede externa da célula tem saliências semelhantes às do cabelo chamadas cnidocils, que são sensíveis ao toque. Quando tocadas, as células são conhecidas por disparar fios enrolados que podem penetrar na carne da presa ou predadores de cnidários (ver ) ou ludibriá-la. Estes fios enrolados libertam toxinas no alvo e podem frequentemente imobilizar as presas ou afugentar os predadores.
Figure 1: Os animais do filo cnidário têm células que picam chamadas cnidócitos. Os cnidócitos contêm grandes organelas chamadas (a) nematocistos que armazenam um fio espiralado e barbela. Quando se toca na superfície da célula, (b) o fio, a barbela, e uma toxina são disparados da organela.
Veja esta animação em vídeo mostrando duas anémonas envolvidas numa batalha.
Animais neste filo mostram dois planos morfológicos do corpo distintos: pólipo ou “talo” e medusa ou “sino” (). Um exemplo da forma do pólipo é Hydra spp.; talvez os animais medusoides mais conhecidos sejam as geleias (medusa). As formas de pólipo são sésseis quando adultos, com uma única abertura para o sistema digestivo (a boca) virada para cima com tentáculos à sua volta. As formas medusas são móveis, com a boca e tentáculos pendurados num sino em forma de guarda-chuva.
Figura 2: Os cnidários têm dois planos corporais distintos, a medusa (a) e o pólipo (b). Todos os cnidários têm duas camadas de membrana, com um mesoglea gelatinoso entre eles.
alguns cnidários são polimórficos, ou seja, têm dois planos corporais durante o seu ciclo de vida. Um exemplo é o hidróide colonial chamado Obelia. A forma de pólipo sésseis tem, na verdade, dois tipos de pólipos, mostrados em . O primeiro é o gastrozooide, que é adaptado para capturar presas e alimentar; o outro tipo de pólipo é o gonozooide, adaptado para o desenvolvimento assexuado da medusa. Quando os botões reprodutivos amadurecem, rompem-se e tornam-se medusa de natação livre, que são machos ou fêmeas (dióicos). A medusa macho faz espermatozóides, enquanto a fêmea faz óvulos. Após a fecundação, o zigoto desenvolve-se numa blástula, que se transforma numa larva de planula. A larva fica a nadar livremente durante algum tempo, mas acaba por se fixar e forma-se um novo pólipo reprodutivo colonial.
Figure 3: A forma sésseis do geniculado Obelia tem dois tipos de pólipos: os gastrozooides, que são adaptados para capturar as presas, e os gonozooides, que brotam para produzir medusae asexualmente.
Todos os cnidários mostram a presença de duas camadas de membrana no corpo que são derivadas do endoderme e ectoderme do embrião. A camada externa (de ectoderme) é chamada epiderme e reveste o exterior do animal, enquanto que a camada interna (de endoderme) é chamada gastroderme e reveste a cavidade digestiva. Entre estas duas camadas de membrana está uma camada conectiva não viva, parecida com a camada gelatinosa do mesoglea. Em termos de complexidade celular, os cnidários mostram a presença de tipos celulares diferenciados em cada camada tecidual, tais como células nervosas, células epiteliais contráteis, células secretoras de enzimas e células absorventes de nutrientes, bem como a presença de conexões intercelulares. Entretanto, o desenvolvimento de órgãos ou sistemas orgânicos não está avançado neste filo.
O sistema nervoso é primitivo, com células nervosas espalhadas por todo o corpo. Esta rede nervosa pode mostrar a presença de grupos de células na forma de plexi nervoso (plexo singular) ou cordas nervosas. As células nervosas mostram características mistas de neurônios motores, bem como sensoriais. As moléculas de sinalização predominantes nestes sistemas nervosos primitivos são peptídeos químicos, que desempenham tanto funções excitatórias como inibitórias. Apesar da simplicidade do sistema nervoso, ele coordena o movimento dos tentáculos, o desenho das presas capturadas até a boca, a digestão dos alimentos e a expulsão dos resíduos.
Os cnidários realizam a digestão extracelular na qual o alimento é levado para a cavidade gastrovascular, as enzimas são secretadas para a cavidade e as células que revestem a cavidade absorvem nutrientes. A cavidade gastrovascular tem apenas uma abertura que serve tanto como boca como ânus, o que é chamado de sistema digestivo incompleto. As células cnidárias trocam oxigénio e dióxido de carbono por difusão entre as células da epiderme com água no ambiente, e entre as células do gastroderme com água na cavidade gastrovascular. A falta de um sistema circulatório para mover gases dissolvidos limita a espessura da parede do corpo e necessita de um mesoglea não vivo entre as camadas. Não há sistema excretor ou órgãos e os resíduos nitrogenados simplesmente se difundem das células para a água fora do animal ou na cavidade gastrovascular. Também não há sistema circulatório, portanto os nutrientes devem se mover das células que os absorvem no revestimento da cavidade gastrovascular através do mesoglea para outras células.
O filo Cnidaria contém cerca de 10.000 espécies descritas divididas em quatro classes: Anthozoa, Scyphozoa, Cubozoa, e Hydrozoa. Os anthozoans, as anémonas do mar e os corais, são todas espécies sésseis, enquanto oscyphozoans (medusas) e os cubozoans (geleias de caixa) são formas de natação. Os hidrozoários contêm formas sésseis e formas coloniais como o Homem O’ Guerra Português.
A classe Anthozoa inclui todos os cnidários que exibem apenas um plano de corpo de pólipo; por outras palavras, não há nenhum estágio de medusa dentro do seu ciclo de vida. Exemplos incluem anémonas do mar (), canetas do mar e corais, com um número estimado de 6.100 espécies descritas. As anémonas do mar são geralmente coloridas com cores vivas e podem atingir um tamanho de 1,8 a 10 cm de diâmetro. Estes animais são geralmente de forma cilíndrica e estão ligados a um substrato. Uma abertura bucal é rodeada por tentáculos contendo cnidócitos.
Figure 4: A anémona marinha é mostrada (a) fotografada e (b) em um diagrama ilustrando sua morfologia. (crédito a: modificação do trabalho por “Dancing With Ghosts”/Flickr; crédito b: modificação do trabalho por NOAA)
A boca de uma anémona do mar é rodeada por tentáculos que contêm cnidócitos. A abertura da boca em forma de fenda e a faringe são forradas por uma ranhura chamada sifonóforo. A faringe é a parte muscular do sistema digestivo que serve para ingerir bem como para ingerir alimentos, e pode estender-se por até dois terços do comprimento do corpo antes de se abrir para a cavidade gastrovascular. Esta cavidade é dividida em várias câmaras por septos longitudinais chamados mesentérios. Cada mesentério consiste de uma camada de células ectodérmicas e uma camada de células endodérmicas com a mesoglea colada no meio. Os mesentérios não dividem completamente a cavidade gastrovascular, e as cavidades menores coalescem na abertura faríngea. O benefício adaptativo das mesentérios parece ser um aumento da área de superfície para absorção de nutrientes e trocas gasosas.
As anémonas do mar alimentam-se de pequenos peixes e camarões, geralmente imobilizando suas presas usando os cnidócitos. Algumas anémonas do mar estabelecem uma relação mutualista com os caranguejos eremitas, fixando-se à carapaça do caranguejo. Nesta relação, a anémona obtém partículas de alimento das presas capturadas pelo caranguejo, e o caranguejo é protegido dos predadores pelas células do ferrão da anémona. Os peixes anémonas, ou peixe-palhaço, são capazes de viver na anémona uma vez que são imunes às toxinas contidas nos nematocistos.
Antozoários permanecem polipoides durante toda a sua vida e podem reproduzir-se assexualmente através do desenvolvimento ou fragmentação, ou sexualmente através da produção de gâmetas. Ambos os gâmetas são produzidos pelo pólipo, que pode fundir-se para dar origem a uma larva de planula nadadora livre. A larva assenta num substrato adequado e desenvolve-se num pólipo sésseis.
Classe Scyphozoa
Classe Scyphozoa inclui todas as geleias e é exclusivamente uma classe marinha de animais com cerca de 200 espécies conhecidas. A característica que define esta classe é que a medusa é o estágio de destaque no ciclo de vida, embora haja um estágio de pólipo presente. Os membros desta espécie variam de 2 a 40 cm de comprimento, mas a maior espécie de cipreste, Cyanea capillata, pode atingir um tamanho de 2 m de diâmetro. Os cifozóides apresentam uma morfologia característica tipo sino ().
Figure 5: Uma geléia é mostrada (a) fotografada e (b) em um diagrama ilustrando sua morfologia. (crédito a: modificação do trabalho por “Jimg944″/Flickr; crédito b: modificação do trabalho por Mariana Ruiz Villareal)
Na medusa, uma abertura de boca está presente na parte inferior do animal, rodeada por tentáculos portadores de nematocistos. Cifozoários vivem a maior parte do seu ciclo de vida como carnívoros solitários e nadadores livres. A boca leva à cavidade gastrovascular, que pode ser seccionada em quatro sacos interconectados, chamados diverticuli. Em algumas espécies, o sistema digestivo pode ser ainda mais ramificado em canais radiais. Como os septos em antozoários, as células gastrovasculares ramificadas têm duas funções: aumentar a área de superfície para absorção e difusão de nutrientes; assim, mais células estão em contato direto com os nutrientes na cavidade gastrovascular.
Em cifozóides, as células nervosas estão espalhadas por todo o corpo. Os neurônios podem até estar presentes em aglomerados chamados rhopalia. Estes animais possuem um anel de músculos que reveste a cúpula do corpo, o qual fornece a força contrátil necessária para nadar através da água. Cifozoários são animais dióicos, ou seja, os sexos são separados. As gônadas são formadas a partir do gastroderme e os gâmetas são expelidos através da boca. As larvas de planula são formadas por fertilização externa; elas se assentam em um substrato em forma polipoide conhecida como cifistoma. Estas formas podem produzir pólipos adicionais através do florescimento ou podem transformar-se na forma medusoide. O ciclo de vida () destes animais pode ser descrito como polimórfico, porque eles exibem tanto um plano de corpo medusal como polipoide em algum ponto do seu ciclo de vida.
Figure 6: O ciclo de vida de uma medusa inclui dois estágios: o estágio medusa e o estágio polipo. Os pólipos reproduzem-se assexualmente através da brotação, e a medusa reproduz-se sexualmente. (crédito “medusa”: modificação do trabalho de Francesco Crippa)
Classe Cubozoa
Esta classe inclui geleias que têm uma medusa em forma de caixa, ou um sino que é quadrado em secção transversal; por isso, são coloquialmente conhecidas como “medusas em forma de caixa”. Estas espécies podem atingir tamanhos de 15-25 cm. Os cubozoários apresentam características morfológicas e anatómicas gerais semelhantes às dos pichozoários. Uma diferença proeminente entre as duas classes é a disposição dos tentáculos. Este é o grupo mais venenoso de todos os cnidários ().
Os cubozoans contêm almofadas musculares chamadas pedalia nos cantos do dossel quadrado, com um ou mais tentáculos presos a cada pedal. Estes animais são ainda classificados em ordens baseadas na presença de um ou vários tentáculos por pedal. Em alguns casos, o sistema digestivo pode se estender até o pedálio. Os nematocistos podem ser dispostos em forma de espiral ao longo dos tentáculos; esta disposição ajuda a dominar e capturar eficazmente as presas. Os cubozoários existem numa forma polipoide que se desenvolve a partir de uma larva de planula. Estes pólipos apresentam mobilidade limitada ao longo do substrato e, tal como oscyphozoans, podem florescer para formar mais pólipos para colonizar um habitat. As formas de pólipo transformam-se então nas formas medusoides.
Figure 7: O (a) minúsculo geleia cubazoana Malo kingi tem a forma de dedal e, como todas as geleias cubozóicas, (b) tem quatro pedais musculares aos quais os tentáculos se ligam. M. kingi é uma das duas espécies de geleias conhecidas por causar síndrome de Irukandji, uma condição caracterizada por dor muscular excruciante, vômitos, aumento do ritmo cardíaco e sintomas psicológicos. Acredita-se que duas pessoas na Austrália, onde as geleias Irukandji são mais comumente encontradas, tenham morrido devido às picadas de Irukandji. (c) Uma placa numa praia no norte da Austrália adverte os nadadores sobre o perigo. (crédito c: modificação do trabalho de Peter Shanks)
Classe Hydrozoa
Hydrozoa inclui quase 3.200 espécies; a maioria são marinhas, embora algumas espécies de água doce sejam conhecidas (). Os animais desta classe são polimorfos, e a maioria exibe formas polipoides e medusoides em seu ciclo de vida, embora isto seja variável.
A forma de pólipo nestes animais freqüentemente mostra uma morfologia cilíndrica com uma cavidade gastrovascular central forrada pelo gastroderme. O gastroderme e a epiderme têm uma camada simples de mesoglea colada entre eles. Uma abertura bucal, rodeada por tentáculos, está presente na extremidade oral do animal. Muitos hidrozoários formam colônias que são compostas por uma colônia ramificada de pólipos especializados que compartilham uma cavidade gastrovascular, como na Obelia hidróide colonial. As colónias podem também ser de flutuação livre e conter indivíduos medusóides e polipóides na colónia como em Physalia (o Homem O’ Guerra Português) ou Velella (Marinheiro do Vento). Mesmo outras espécies são pólipos solitários (Hydra) ou medusas solitárias (Gonionemus). A verdadeira característica partilhada por todas estas diversas espécies é que as suas gónadas para reprodução sexual são derivadas do tecido epidérmico, enquanto que em todos os outros cnidários são derivadas do tecido gastrodérmico.
Figure 8: (a) Obelia, (b) Physalia physalis, conhecida como a Guerra do Homem Português O’, (c) Velella bae, e (d) Hydra têm diferentes formas corporais mas todas pertencem à família Hydrozoa. (crédito b: modificação do trabalho pela NOAA; dados da barra de escala de Matt Russell)
Secção Resumo
Cnidarians representam um nível de organização mais complexo do que Porifera. Eles possuem camadas externas e internas de tecido que sanduicham um mesoglea não celular. Os cnidários possuem um sistema digestivo bem formado e realizam a digestão extracelular. O cnidócito é uma célula especializada para fornecer toxinas às presas, bem como para avisar os predadores. Os cnidários têm sexos separados e têm um ciclo de vida que envolve formas morfologicamente distintas. Estes animais também mostram duas formas morfológicas distintas – os medusóides e os polipoides – em vários estágios do seu ciclo de vida.
Perguntas de revisão
Cnidócitos são encontrados em _____.
- phylum Porifera
- phylum Nemertea
- phylum Nematoda
- phylum Cnidaria
Cubozoans são ________.
- polyps
- medusoids
- polymorphs
- sponges
Resposta livre
Explicar a função dos nematocistos nos cnidários.
Os nematocistos são “células picantes” concebidas para paralisar as presas. Os nematocistos contêm uma neurotoxina que torna a presa imóvel.
Comparar as diferenças estruturais entre Poríferos e Cnidários.
Poríferos não possuem tecidos verdadeiros, enquanto que os cnidários possuem tecidos. Devido a esta diferença, os poríferos não possuem um sistema nervoso ou músculos para locomoção, que os cnidários possuem.
Glossary
Cnidaria phylum de animais diploblásticos e com cnidócitos de simetria radial, que se encontram na camada exterior da Cnidaria epidermis (de ectoderme) que reveste o exterior do alimento de digestão extracelular do animal, é levado para a cavidade gastrovascular, As enzimas são secretadas na cavidade, e as células que revestem a cavidade absorvem nutrientes da camada interna gastroderme (do endoderme) que reveste a abertura da cavidade gastrovascular digestiva que serve tanto como boca quanto como ânus, que é chamado de um sistema digestivo incompleto medusa plano de corpo cnidário flutuante livre com boca na parte inferior e tentáculos pendurados para baixo de um sino mesoglea matriz não viva, semelhante a gel presente entre ectoderme e endoderme nos nematócitos nematócitos organela semelhante a arpão dentro do cnidócito com projétil pontiagudo e veneno para atordoar e enredar a forma de vida sésseis de um cnidário com boca e tentáculos virados para cima, geralmente sésseis, mas pode ser capaz de deslizar ao longo da superfície polimórfica possuindo múltiplos planos corporais dentro do ciclo de vida de um grupo de organismos sifonóforo estrutura tubular que serve como uma entrada de água para a cavidade do manto