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Capítulo 21 - Metamorfose: A reativação hormonal do desenvolvimento

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

Parte VI    Desenvolvimento pós-embrionário

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Metamorfose

A reativação hormonal do desenvolvimento

Como os alimentos das larvas podem ajudar na sobrevivência da forma adulta?

POUCOS EVENTOS NO DESENVOLVIMENTO ANIMAL são tão espetaculares como a metamorfose, a reativação hormonal de fenômenos de desenvolvimento que dá ao animal uma nova forma. Os animais (incluindo humanos), cujos jovens são versões dos adultos essencialmente menores, menos sexualmente maduros, são chamados de desenvolvedores diretos. A maioria das espécies animais, no entanto, são desenvolvedores indiretos, cujo ciclo de vida inclui um estágio larval com características muito diferentes das do organismo adulto, que emerge apenas após um período de metamorfose.

A metamorfose é uma transição tanto de desenvolvimento quanto ecológica. Muitas vezes, as formas larvais são especializadas para alguma função, como crescimento ou dispersão, enquanto o adulto é especializado em reprodução. Mariposas Cecropia, por exemplo, eclodem de ovos e desenvolvem-se como juvenis sem asas – lagartas – durante vários meses. Após a metamorfose, os insetos adultos passam apenas um dia ou mais como mariposas aladas totalmente desenvolvidas e devem se acasalar rapidamente antes de morrerem. As mariposas adultas nunca comem e, na verdade, não têm partes bucais durante esta breve fase reprodutiva do ciclo de vida. A metamorfose é iniciada por hormônios específicos que reativam os processos de desenvolvimento em todo o organismo, mudando-o morfológica, fisiológica e comportamentalmente para se preparar para um novo modo de existência. Ecologicamente, a metamorfose está associada a mudanças de hábitat, alimentação e comportamentos (Jacobs et al., 2006).

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Capítulo 19 - Desenvolvimento do membro de tetrápodes

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Desenvolvimento do membro de tetrápodes

CONSIDERE um dos seus membros. Ele tem dedos em uma extremidade, um

úmero ou fêmur na outra. Você não encontrará ninguém com dedos no meio do braço.

Considere também as diferenças sutis, mas óbvias, entre as suas mãos e os seus pés. Se os seus dedos das mãos fossem substituídos por dedos dos pés, você certamente saberia. Apesar destas diferenças, os ossos dos seus pés são semelhantes aos da sua mão.

É fácil ver que eles compartilham um padrão comum. E, finalmente, considere que ambas as suas mãos são notavelmente parecidas em tamanho, assim como os seus pés.

Esses fenômenos triviais apresentam questões fascinantes para um biólogo do desenvolvimento. Como é que os vertebrados têm quatro membros e não seis ou oito? Como

é que o dedo mínimo se desenvolve numa extremidade e o polegar na outra? Como é que o membro superior cresce diferentemente do membro inferior? Como é que o tamanho do membro pode ser tão precisamente regulado? Existe um conjunto conservado de mecanismos de desenvolvimento que possa explicar por que as nossas mãos têm cinco dígitos, uma asa de galinha tem três dígitos e a pata de um cavalo tem um?

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Capítulo 25 - Desenvolvimento e meio ambiente: Regulação biótica, abiótica e simbiótica do desenvolvimento

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Desenvolvimento e meio ambiente

Regulação biótica, abiótica e simbiótica do desenvolvimento

Por que os micróbios devem ser considerados parte importante do desenvolvimento normal?

FOI PENSADO POR MUITO TEMPO QUE O AMBIENTE desempenhava apenas um papel menor no desenvolvimento. Quase todos os fenômenos do desenvolvimento eram considerados “resultados” de genes nucleares, e aqueles organismos cujo desenvolvimento era significativamente controlado pelo meio ambiente eram considerados estranhezas interessantes. Quando os agentes ambientais desempenharam papéis no desenvolvimento, eles pareciam destrutivos, como os papéis desempenhados por teratógenos e disruptores endócrinos (ver Capítulo 24). No entanto, estudos recentes mostraram que o contexto ambiental desempenha papéis significativos no desenvolvimento normal de quase todas as espécies e que os genomas animais evoluíram para responder às condições ambientais. Além disso, existem associações simbióticas em que o desenvolvimento de um organismo é regulado pelos produtos moleculares de organismos de outras espécies.

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Capítulo 26 - Desenvolvimento e evolução: Mecanismos de desenvolvimento da mudança evolutiva

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

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Desenvolvimento e evolução

Mecanismos de desenvolvimento da mudança evolutiva

Quais mudanças no desenvolvimento podem ser necessárias para a evolução de um mamífero não alado em um morcego?

ENQUANTO ESTAVA ESCREVENDO A ORIGEM DAS ESPÉCIES, Charles Darwin consultou seu amigo Thomas Huxley sobre as origens da variação. Em sua resposta,

Huxley observou que muitas diferenças entre os organismos podem ser atribuídas às diferenças em seu desenvolvimento e que essas diferenças “não têm tanto resultado no desenvolvimento de novas partes quanto têm na modificação das partes já existentes e comuns aos dois tipos divergentes” (Huxley, 1857).

A resposta de Huxley expressa um princípio importante da biologia evolutiva do desenvolvimento, uma ciência relativamente nova que vê a evolução como resultado de mudanças no desenvolvimento. Se o desenvolvimento é a mudança da expressão gênica e da posição celular ao longo do tempo, então a evolução é a mudança de desenvolvimento ao longo do tempo. Este novo campo – conhecido coloquialmente como evo-devo – está produzindo um novo modelo de evolução que integra a biologia do desenvolvimento, a paleontologia e a genética populacional para explicar e definir a diversidade da vida (Raff, 1996; Hall, 1999; Arthur, 2004; Carroll et al., 2005, Kirschner e Gerhart, 2005). Em outras palavras, a biologia evolutiva do desenvolvimento liga a genética à evolução por meio das agências de desenvolvimento. Como o neto de

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Capítulo 1 - Fazendo novos corpos: Mecanismos de organização no desenvolvimento

Scott F. Gilbert; Michael J. F. Barresi Grupo A PDF Criptografado

PARTE I    Padrões e processos da formação

Uma estrutura para compreender o desenvolvimento animal

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Fazendo novos corpos

Mecanismos de organização no desenvolvimento

O que se mantém igual quando um girino se torna uma rã, e o que muda?

ENTRE A FERTILIZAÇÃO E O NASCIMENTO, o organismo em desenvolvimento é conhecido como embrião. O conceito de embrião é espantoso. Como um embrião, você teve de construir a si mesmo a partir de uma única célula. Você teve de respirar antes que tivesse pulmões, digerir antes que tivesse estômago, construir ossos quando era uma polpa e formar redes ordenadas de neurônios antes de saber como pensar. Uma das diferenças fundamentais entre você e uma máquina é que uma máquina nunca é obrigada a funcionar até depois de ser construída. Cada organismo multicelular tem de funcionar até enquanto se constrói. A maioria dos embriões humanos morre antes de nascer. Você sobreviveu.

Organismos multicelulares não surgem completamente formados. Ao contrário, eles surgem por meio de um processo relativamente lento de mudança progressiva que chamamos de desenvolvimento. Em quase todos os casos, o desenvolvimento de um organismo multicelular começa com uma única célula – o ovo fertilizado, ou zigoto, que se divide mitoticamente para produzir todas as células do corpo. O estudo do desenvolvimento animal tem sido chamado tradicionalmente de embriologia, devido

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