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Metamorfose

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de metamorfose

A metamorfose é um processo pelo qual os animais sofrem mudanças físicas extremas e rápidas algum tempo após o nascimento. O resultado da metamorfose pode ser alterado para todo o plano corporal do organismo, como uma mudança no número de pernas do animal, seus meios de comer ou seus meios de respirar.

Em espécies que usam a metamorfose, a metamorfose também é normalmente necessária para a maturidade sexual. Os membros pré-metamórficos dessas espécies são tipicamente incapazes de acasalar ou se reproduzir.

Exemplos comumente conhecidos de metamorfose incluem o processo sofrido pela maioria dos insetos e a transformação de girinos em sapos. O diagrama abaixo mostra os estágios dessa mudança, em que os pequenos girinos semelhantes a peixes se transformam no que parece um animal completamente diferente:

Os animais que você talvez não conheçam sofrem metamorfose incluem peixes, moluscos e muitos outros tipos de criaturas marinhas relacionadas a insetos, moluscos ou peixes. As lagostas, por exemplo, que estão intimamente relacionadas a insetos, passam por metamorfose como parte de seu ciclo de vida.

A metamorfose é um processo notável. A velocidade e a extensão do crescimento e diferenciação celular são surpreendentes. Na maioria das espécies, esse rápido crescimento e mudanças abrangentes no tipo de célula só acontecem durante o desenvolvimento embrionário. De fato, alguns cientistas acreditam que o processo de metamorfose envolve uma espécie de reativação de genes que permitem que as células animais mudem de um tipo de célula para outro.

As mudanças que levam à metamorfose são desencadeadas pelos hormônios, que o corpo do animal libera como as condições certas para a abordagem da metamorfose. Em alguns animais, segue -se uma cascata de hormônio, com o hormônio do gatilho causando a liberação de vários outros hormônios que atuam em diferentes partes do corpo do animal.

Os hormônios causam mudanças drásticas no funcionamento das células e até mudanças comportamentais, como a lagarta, girando seu casulo.

Os efeitos dos hormônios na metamorfose podem ser estudados administrando artificialmente esses hormônios a animais pré-metamórficos. Os girinos, por exemplo, podem ser acionados para começar a perder as caudas e cultivar membros cedo pela adição de hormônios da tireóide ao suprimento de água. Infelizmente, isso tem um efeito prejudicial na saúde do animal.

Função da metamorfose

Os cientistas permanecem incertos por que a metamorfose evoluiu. Para os animais de hoje, seu objetivo é óbvio: se a metamorfose não ocorreu, os girinos não poderiam se tornar sapos e as larvas não poderiam se tornar adultos adultos capazes de reprodução. Sem membros reprodutivamente maduros, essas espécies desapareceriam rapidamente.

Mas por que essas espécies evoluiriam para precisar desse passo extra em primeiro lugar? Por que não apenas esconder borboletas ou sapos adultos de ovos?

Pelo menos algumas espécies metamorfosentes não começaram dessa maneira: os primeiros insetos basicamente eclodiram como adultos adultos. Mas algumas centenas de milhões de anos atrás, algumas espécies tropeçaram no truque da metamorfose. Aparentemente, foi muito bem -sucedido; Pensa-se que quase dois terços das espécies vivos hoje usam a metamorfose para realizar grandes mudanças entre suas formas adultas e juvenis.

O benefício da metamorfose pode estar em sua capacidade de reduzir a concorrência. Os animais pré-metamórficos normalmente consomem recursos completamente diferentes de suas formas adultas. Os girinos vivem em água, comendo algas e plantas. Os sapos vivem em terra, respirando ar e comendo insetos. Lagartas comem folhas; As borboletas vivem fora do néctar. Etc ..

Isso efetivamente impede que os membros mais velhos da espécie competam com membros mais jovens. Isso pode levar mais membros da espécie a atingir com sucesso a maturidade sexual, sem o risco de ser disputado por membros mais velhos de suas espécies.

Tipos de metamorfose

Metamorfose completa

Na completa metamorfose, uma larva muda completamente seu plano corporal para se tornar um adulto. O exemplo mais famoso é o da borboleta, que começa como uma lagarta de comedora de folhas, semelhante a um verme, e se transforma em uma criatura voadora e que bebe néctar com um exoesqueleto.

Os organismos que sofrem metamorfose completa são chamados de “holometabolous”, das palavras gregas “holo” para “completo” ou “inteiro”, “meta” para “mudança” e o substantivo “bole” para “jogar”. “Holometabolous”, então, significa “mudar completamente” ou “mudar totalmente”.

Essa transformação é tão rápida e completa que a lagarta deve girar um casulo e ficar adormecido por semanas, enquanto seu corpo sofre essas mudanças radicais.

Outros animais que se transformam de um estágio larval do tipo worm em um animal que parece completamente diferente incluem besouros, moscas, mariposas, formigas e abelhas.

Alguns cientistas acreditam que o estágio larval de metamorfose completa pode ter evoluído de insetos que eclodiam de seus ovos sem se desenvolver adequadamente. Alguns desses embriões podem ter sobrevivido o suficiente para encontrar comida no mundo exterior; E isso pode ter acabado dando a eles uma vantagem, pois eles seriam capazes de alimentar mais e ganhar mais força do que seus colegas antes de se metamorfosear no estágio adulto.

Metamorfose incompleta

Na metamorfose incompleta, apenas algumas partes do corpo mudam durante a metamorfose. Os animais que apenas mudam parcialmente seus corpos à medida que amadurecem são chamados de “hemimetabolous”, das palavras gregas “hemi” para “metade”, “meta”, para “mudança” e o verbo “bole” para “jogar”.

“Hemimetaboloso”, então, é uma palavra que significa “meia mudança”.

Baratas, gafanhotos e libélulas, por exemplo, eclodem de ovos parecendo muito parecidos com seus eus adultos. Eles adquirem asas e os órgãos reprodutivos em funcionamento à medida que crescem, mas não refazem completamente seus corpos como seus primos completamente metamorfoseados.

Exemplos de metamorfose

Borboletas

Muitos de nós podem ter testemunhado o processo de metamorfose em primeira mão, aumentando as lagartas em borboletas na escola. A idéia de uma lagarta semelhante a um verme envolvendo-se em um casulo por semanas e depois emergir como uma bela borboleta é certamente estranha. Mas as mudanças óbvias de aparência, como o crescimento das asas, não fazem justiça a quão estranho esse processo é.

No casulo, as lagartas não simplesmente ganham pernas, asas e um exoesqueleto. Eles também cultivam novos olhos, perdem as partes da boca que comem as folhas e os substituem por probóscisões sugnas de néctar e ganham órgãos reprodutivos maduros.

Para realizar essa mudança drástica, uma lagarta metamorfoseada se digere basicamente.

Uma grande quantidade de energia e matérias -primas são necessárias para transformar uma lagarta em uma borboleta. Então, para tornar isso possível, as lagartas liberam enzimas que dissolvem a maioria de seus corpos! De fato, a concha dura do casulo é necessária não apenas para proteger o inseto metamorfoseado do ataque: é necessário manter seu corpo de liquefação unido, para que não se afaste!

Nem todas as células da lagarta são dissolvidas por essas enzimas. Os tecidos especiais chamados discos imaginais sobrevivem – e usam a sopa que costumava ser o restante do corpo da lagarta para nutrição. Ao consumir as proteínas, vitaminas e minerais – tudo o que você precisa para construir uma borboleta – esses discos imaginais são capazes de crescer incrivelmente rapidamente, desenvolvendo -se nas partes maduras do corpo da borboleta.

O novo corpo não tem quase nada em comum com o corpo antigo. Possui novas pernas, novos órgãos sensoriais, um novo exoesqueleto, um novo sistema reprodutivo. Mesmo seu sistema digestivo não funciona da mesma maneira, pois agora deve digerir o néctar em vez de folhas. Isso é tudo além das belas asas.

Essa mudança radical permite que as borboletas completem seu ciclo de vida com muita eficiência, sem competição entre borboletas adultas e lagartas para comida.

Muitos outros insetos passam por um processo semelhante. Eles eclodem como larva do tipo worm, eventualmente se envolvem em pupas duras e emergem como adultos com pernas, exoesqueletos e outras características que têm pouco em comum com as larvas que antes eram. Abelhas, besouros, formigas e moscas usam essa estratégia.

Sapos

A metamorfose de um girino em um sapo é um pouco menos violenta que a de uma lagarta em uma borboleta, mas os processos compartilham algumas características comuns importantes.

Girinos não dissolvem seus corpos em mingau; Mas eles os “digerem” de uma maneira menos espetacular. Usando o processo de apoptose – ou “morte celular programada” – os girinos “ordenam” as células que não precisam mais para destruir seu DNA e morrer. As células mortas são então canibalizadas por energia e matérias -primas para criar outras células.

As células de suas caudas são quebradas e usadas para fazer suas pernas em desenvolvimento; Um processo semelhante ocorre com as brânquias, que desaparecem quando o girino começa a desenvolver pulmões que respiram o ar.

Uma coisa interessante a ser observada é que a metamorfose do girino e a metamorfose de insetos provavelmente se desenvolveram separadamente; Pensa -se que o ancestral comum de insetos e anfíbios divergiu há muito tempo, e os ancestrais dos insetos modernos não se acredita ter usado a metamorfose. Quando o mesmo fenômeno evolui duas vezes em organismos radicalmente diferentes, esse é um sinal claro de que é uma adaptação útil!

Peixe

Algumas espécies de peixes passam por metamorfoses semelhantes às do girino. Embora essas mudanças não sejam tão dramáticas, elas podem resultar em mudanças na fonte de alimento do peixe, seu plano corporal e onde é capaz de viver. Assim como as formas mais drásticas de evolução, isso pode funcionar para impedir que os adultos competam com jovens por comida.

O salmão, por exemplo, é um peixe de água doce em sua forma juvenil. Depois de passar por uma metamorfose parcial, torna -se um peixe de água salgada.

Ao pensar nesse processo, é importante ter em mente que todos os organismos devem regular seu balanço de sal/água. É por isso que os humanos não podem beber água do mar sem morrer: o sal sobrecarregaria nossa química celular e nossas células não funcionariam corretamente. Da mesma maneira, os peixes de água doce geralmente não podem viver em água salgada. Para se tornar peixe de água salgada, o salmão deve desenvolver novos órgãos e mecanismos celulares para lidar com a água salgada.

É por isso que o salmão deve realizar sua migração anual a montante; O salmão adulto vive no oceano, mas seus ovos devem eclodir em água doce para que os jovens sobrevivam. Isso significa que o salmão adulto deve deixar suas casas no oceano em busca de rios de água doce e nadar o mais longe possível antes de colocar seus ovos!

Os linguados, estranhamente, passam por uma metamorfose na qual um de seus olhos e narinas se move de um lado da cabeça para o outro. Enquanto os jovens, a linguagem se parecem muito com a maioria dos peixes: eles nadam vertical em relação à corrente, com um olho e uma narina em cada lado do corpo de lâminas. Esse tipo de corpo lhes permite nadar rápido como a maioria das outras espécies de peixes.

Mas, na idade adulta, o solha é um peixe plano que se camufla nadando nadando em suas barrigas, pressionado contra o leito do mar. Para realizar essa mudança de estilo de vida, o solha juvenil gira essencialmente de lado e transforma um lado do corpo em sua barriga. Através de mudanças celulares, o olho e a narina do lado da barriga realmente migram para se juntar ao outro olho e narina no que agora é o lado “superior” do peixe.

A evolução com certeza tem algumas maneiras criativas de fazer as coisas!

Questionário

1. Por que os cientistas pensam que os insetos evoluíram a metamorfose? A. Antes da evolução da metamorfose, os insetos viveram a vida inteira como larvas semelhantes a vermes. As vantagens para o crescimento das asas são óbvias. B. Um acidente no desenvolvimento embrionário pode ter levado alguns insetos a eclodir de seus ovos antes de assumirem a forma adulta; Isso pode ter permitido que eles gastassem mais tempo crescendo sem competir com membros adultos de suas espécies. C. Ao impedir que os adultos competam com jovens por alimentos e outros recursos, a metamorfose pode resultar em mais membros das espécies sobreviver à maturidade sexual. D. B&C

Resposta à pergunta nº 1

D está correto. B e C estão corretos. Resposta A está incorreto; Antes da metamorfose, os insetos realmente viviam a vida inteira em sua forma adulta, não sua forma larval!

2. Um holometaboloso de borboleta é ou hemimetaboloso? A. Hemimetabolous B. Holometabolous C. Ambos D. Nem

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. “Holometabolous” vem da palavra grega “holo”, para “inteiro” ou “completo” e “meta” para “mudança”. As borboletas certamente passam por uma mudança completa durante a metamorfose!

3. O que podemos dizer com base no fato de que os insetos e os sapos passam por metamorfose? R. Todas as espécies foram originalmente submetidas à metamorfose, mas a capacidade foi perdida por algumas. B. Sapos e insetos devem ter evoluído de um ancestral comum que foi submetido a metamorfose. C. A metamorfose deve ter evoluído duas vezes de forma independente, uma vez que apareceu em insetos muito depois de sua linhagem se separar da dos sapos. D. Nenhuma das opções acima.

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. Os registros fósseis nos mostram que os insetos antigos não foram submetidos a metamorfose; A habilidade deve ter sido “aprendida” pela espécie há alguns milhões de milhões de anos atrás. Os sapos parecem ter desenvolvido a metamorfose de forma independente, fazendo deste um exemplo de evolução convergente.

Referências

  • Jabr, F. (n.d.). Como a metamorfose dos insetos evoluiu? Recuperado em 02 de julho de 2017, em https://www.scientificamerican.com/article/insect-metamorphosis-evolution/
  • Gilbert, S.F. (1991). Biologia do desenvolvimento. Nova York: Plenum Press.
  • Science, C. (n.d.). Como os hormônios controlam a metamorfose em sapos e sapos. Recuperado em 02 de julho de 2017, em https://carnegiescience.edu/projects/how-hormons-control-metamorphosis-frogs-and-toads
  • Jabr, F. (n.d.). Como uma lagarta se transforma em borboleta? Recuperado em 02 de julho de 2017, em https://www.scientificamerican.com/article/caterpillar-butterfly-metamorphosis-explainer/
  • Laudet, V. (2011). As origens e a evolução da metamorfose dos vertebrados. Biologia atual, 21 (18). doi: 10.1016/j.cub.2011.07.030

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