Origem da Vida Animal

O Porífero

Porífero marinho com múltiplos ósculos.

O início

Quando se fala em origem, logo remetemos a Deus ou um criador com o poder divino, associando assim a criação de todas as criaturas viventes a algo além do material. Desta forma, é um assunto delicado que envolve milhares de anos de etnia cultural e religiosa de diversos povos que existem nos continentes habitados pelos seres humanos ao longo das eras. Com o advento da ciência como fonte de conhecimento geral sobre o funcionamento do universo, questões como de onde viemos, quem nos criou, para onde vamos, o que há além do céu, indagações como essas fizeram pensadores se questionarem sobre sua existência desenvolvendo hipóteses e teorias sobre os mais variados assuntos.

Um breve história do homem em busca de respostas

Aristóteles, um homem que se destacou em diversas áreas do conhecimento. Na área da biologia com sua formação em ciências da natureza, se destacou com a descoberta e classificação de animais e plantas, desenvolvendo um sistema de parentesco entre os diferentes seres vivos e analisando o funcionamento de seus corpos para tentar entender sua constituição e similaridade com outros seres. Além disso, propôs teorias sobre a origem da vida que se conhecia na época, como animais e plantas que se relacionavam com a alma da matéria viva.

Carlos Lineu viveu no século XVIII, considerado o pai da classificação biológica, seu trabalho foi muito importante para a construção do quebra-cabeça que é o descobrimento da origem da vida. Ele criou um sistema de classificação biológica que dividia os seres vivos de acordo com suas semelhanças, existindo três reinos: animais, plantas e rochas (este reino para o conhecimento atual é equivocado) que cada reino se subdividia em classes, ordens, gêneros, espécies e variedades. Por mais que essa classificação esteja desatualizada para os padrões atuais com o advento da filogenética (Ciência que estuda o parentesco evolutivo ou história evolutiva de acordo com o material genético para saber por exemplo,o ancestral em comum de diversos grupos.) foi de extrema importância para o início da ciência evolutiva.

Obra de Aristóteles.

Na esquerda livro do Lineu e a direita sua representação.

Lineu criou a nomenclatura binominal que continha duas palavras em latim e que serviria como código único para cada tipo de espécie, sendo a primeira palavra iniciada com a letra maiúscula seria o gênero da espécie e a segunda palavra iniciada com a letra minúscula seria a espécie específica ou epíteto específico para a espécie, seguindo as regras ortográficas do latim, a escolha pelo latim se deve pela aquela época já ser uma língua morta e assim não sofreria mudanças em sua linguística. Com esse sistema que ficou conhecido como taxonomia, Lineu catalogou mais de 4 mil espécies de seres vivos e conseguiu unir diversas espécies de acordo com sua semelhança morfológica e anatômica.

Charles Robert Darwin. mais conhecido como Charles Darwin foi um importante naturalista para o século XIX com suas ideias sendo transmitidas até os dias atuais da civilização contemporânea. Contradizendo os pensamentos religiosos da Igreja, iniciou suas descobertas em uma viagem de navio, o HMS Beagle, passando por diversos lugares ao longo do globo e coletando e analisando animais vivos e fossilizados, um de seus pontos importantes foi as ilhas de galápagos que após sua volta de viagem publicou um artigo e futuramente um livro (A Origem das Espécies), descrevendo sua teoria, a seleção natural que trata, após observações de sua viagem principalmente na ilha com pássaros endêmicos da região e outros animais como jabutis e iguanas-marinhas, o meio seleciona os mais aptos para sobreviver, assim a origem da vida por seleção natural foi descoberta.

Desenho ilustrativo mostrando Darwin e seus tentilhões que foram a base para sua teoria da seleção natural.

Desta forma, concluiu que a partir de um único ser vivo os animais e plantas evoluíram com base em suas melhores características para sobreviver no meio ambiente, seja ele abiótico (matéria sólida ou inorgânica) ou biótico (matéria orgânica) tendo maiores chances de procriar e passar tais características para a futura geração, aqueles que o ambiente não favorecia eram mortos e não procriavam. Assim baseou sua teoria com fatos verídicos da diversidade de pássaros, conhecidos como tentilhões, já que em diferentes ilhas da região a cor, o formato do bico, a organização das plumas, sua alimentação mudava mas era o mesmo pássaro com caracteres morfológicos diferentes. Porém não conseguiu provar como esses caracteres eram passados para a próxima geração.

Outra figura importante para o descobrimento da origem da vida, foi Louis Pasteur. Importante cientista para época que propôs através de experimentos em laboratório que a vida surgia a partir da matéria orgânica ou de uma vida preexistente, a biogênese, contradizendo pensamentos de cientistas que acreditavam que a vida surgia a partir do nada, isto é, abiogênese. Seu experimento foi realizado criando um sistema que colocava um caldo nutritivo para ferver em um recipiente de vidro esterilizando o conteúdo e logo em seguida, a água presente no caldo evapora, este vapor era guiado através de um tubo de vidro fundido com o recipiente, este tubo tinha uma curva com formato semelhante ao pescoço de cisne sem estar alongado, assim a água do vapor se condensa nesta curva impedindo a passagem de microorganismos e impurezas para o caldo nutritivo. Quando quebrou voluntariamente o tubo, expondo o caldo nutritivo a microrganismos em suspensão no ar, o caldo nutritivo era logo apodrecido após alguns dias.

Ilustração do Experimento de Pasteur.

Gregor Mendel em seu jardim.

Gregor Johann Mendel, foi um monge do século XIX que se dedicou bastante à botânica e futuramente o que seria a genética como conhecemos hoje, sendo considerado o pai da genética. Com suas teorias conseguiu provar o que Darwin não conseguiu, como esses caracteres eram transmitidos para gerações futuras. Utilizou para seus estudos a ervilha-de-cheiro (Pisum sativum), pelo seu fácil cultivo, alta fertilidade, ciclo de vida curto, alterações morfológicas notáveis facilmente e polinização artificial acessível. Assim através de cruzamentos entre ervilhas de cores amarelas, verdes e formatos lisos e rugosos . Chegou a conclusão que existem caracteres dominantes sobre outros, e que eram transmitidos de espermatozoides (macho) e óvulos (fêmeas) através de genes, existindo genes com alelos dominantes e alelos recessivos com a proporção de 3:1, isto é, 3 dominantes e 1 recessivo.

Assim a futura geração herda características através dos genes a partir da relação dos pais com caracteres dominantes e recessivos, por exemplo, sua mãe é loira de olhos azuis e seu pai é moreno de olhos pretos e você resultado do cruzamento dos dois é moreno de olhos castanhos, assim conclui-se de forma abrangente que a cor preta dos cabelos é determinada por um gene e este gene é dominante para a cor preta. Sua mãe é recessiva para a cor amarela dos cabelos e seu pai assim como você é dominante para a cor preta. Este é um pequeno exemplo com algumas falhas, mas explica a ideia de forma abrangente da pesquisa que Mendel desenvolveu.

A verdade sobre a origem animal começa a ganhar forma

Com as inovações tecnológicas que surgem constantemente no meio social, o descobrimento da vida fica mais íntimo, o advento da ciência como conhecimento universal se torna cada vez mais aceita pela população mundial. Por mais que teorias sobre o surgimento inicial da vida na terra primitiva a 3,5 bilhões de anos atrás ainda tenham lacunas a serem preenchidas, sabe-se que os primeiros seres vivos surgiram nos oceanos primitivos e eram formas de vida unicelular com a ausência de parede nuclear ou carioteca (procariontes), autótrofos e heterótrofos, estes através da seleção natural deram origem a diversidade de organismos existentes, ocupando os mais variados biomas e estabelecendo uma cadeia trófica e um equilíbrio dinâmico entre os seres vivos e as mudanças climáticas e geológicas ao longo do tempo.

Com o passar dos milhões de anos, surgiram os primeiros organismos multicelulares que vão dar o primeiro passo da evolução de fungos, animais e plantas simples e complexas, estes se deram a multicelularidade com a união cooperativa de diversos seres unicelulares heterótrofos e autótrofos para formar uma divisão de trabalho, garantindo sua sobrevivência em um ambiente hostil. Sabe-se que estes organismos (plantas, animais e fungos) surgiram de eventos evolutivos diferentes da multicelularidade, mas com a mesma finalidade de sobrevivência. Assim os animais surgiram e deram origem, por exemplo, aos seres humanos (Homo sapiens sapiens). Mas antes disso acontecer ocorreu variados eventos evolutivos para acontecer aleatoriamente o que seria a espécie mais inteligente do planeta terra.

Terra Primitiva há aproximadamente 3,5 Bilhões de ano.

O Porífero

Os poríferos ou esponjas, são os animais mais antigos que se tem constatado em evidências paleontológicas que existem atualmente, sendo considerados verdadeiros fósseis vivos. Por mais que sejam sésseis (fixos) em seu ciclo de vida na fase larval eles são de vida livre-natante. O nome esponja se deve ao fato de serem verdadeiras esponjas, animais filtradores de partículas em suspensão na água, tendo diversos formatos e estruturas morfológicas únicas para os poríferos que são os animais (metazoários) mais primitivos do planeta terra, ocupando ambientes marinhos e límnicos, desde lênticos e lóticos, podem ser encontrados até mesmo fora da água como as esponjas dulcícolas, podendo ainda suportar uma alta variação de temperatura sendo encontradas desde os mares do pólo-norte até os recifes do caribe. Porífero, o primeiro animal do mundo.

Esponjas Dulcícolas fixadas em árvores no rio.

A evolução, um dos eventos biológicos mais importantes e impressionantes que existem, permitiu através da seleção natural selecionar caracteres que fossem favoráveis para a vivência de organismos simples até se tornarem complexos a ponto de dividirem trabalhos entre suas células, um é tudo e tudo é um, assim surgiu o conceito científico que conhecemos hoje como multicelularidade. Os poríferos em sua estrutura celular, não possui células musculares, nervosas e ósseas, nomes que ouvi-se falar constantemente no cotidiano do dia-a-dia e que já se tornou parte de nosso conhecimento empírico. Desta forma seu conteúdo, seu agrupamento, seu corpo é formado por uma massa de células com funcionalidades simples, criando diferentes formas em seu corpo que as definiram de acordo com eventos estocásticos (aleatórios) para estabelecer uma melhor constituição morfométrica de acordo com seu habitat.

As esponjas possuem diversos hábitos, tamanhos e formas.

Estas células assim se unem para formar um único agrupamento através de uma proteína (conjunto de aminoácidos) com a funcionalidade de elasticidade estrutural, conhecida como colágeno e está presente como uma das características que define o Reino Animalia ou Metazoa. Dando assim a rigidez flexível presente nos poríferos, que além do colágeno fazer parte de seu esqueleto único, temos a presença das espículas, estruturas microscópicas bastante rígidas que dão a forma estática presente em muitas esponjas, as espículas assim como as esponjas possuem uma variedade de formas que caracterizam muitas espécies de poríferos sendo considerada por muitos pesquisadores como uma forma impressão digital.

Espícula visualizada em um microscópio óptico.

Existem diferentes tipos de espículas, sendo únicas para espécie.

Seu nome esponja, animais fixos que se olhados de forma científica e nada habitual descobre que são seres que possuem poros em suas estruturas morfológicas formando câmaras e túneis por onde a água circula em seu interior, desta forma obtém o seu alimento filtrando a água que entra pelos poros e saem por eles, dependendo da esponja podem criar um ciclo de água onde se coleta a água e passa pelo seu corpo saindo em um único ponto em seu interior filtrando de forma eficaz as partículas orgânicas e inorgânicas.

Anatomia de uma esponja.

Vídeo que mostra com detalhes como funciona a filtração dos poríferos.

Por terem esse aparato evolutivo funcionam como verdadeiras filtradoras vivas bombeando a água através de seus poros, fazendo isso constantemente para obter seu alimento, a forma como obtém é desgastante e trabalhosa já que o bombeamento de água tem que ser constante. Em média, para se obter 30 gramas de alimento o porífero tem que bombear 1 tonelada de água Quando a água está presente em seu interior as partículas que encostam em suas paredes são fagocitadas (ingestão celular) pelas células passando por diversos canais que vão se estreitando à medida do fluxo contínuo, quando essas partículas chegam em estruturas que funcionam como os corações do humanos, pois estas estruturas são células especializadas em bombeamento e captura de alimento, conhecidos como coanócitos essas células possuem flagelos que através deles fazem o fluxo contínuo de água todos esses poros que existem no exterior da esponja, formando no interior os canais e câmaras por onde a água sai de um único ponto interno nomeado de cavidade central.

O fluxo e estrutura morfológica de uma esponja.

Pela presença de uma organização celular simples podem se reproduzir de forma assexuada por brotamento e fragmentação (surge um novo indivíduo clone, no brotamento ele cresce no mesmo e em fragmentação ele divide de alguma forma, como o quebrar de um membro e se fixa em outro lugar) além disso se reproduzem assexuadamente também por gemulação (produção células inativas, os arqueócitos, assim se mantém em estado de dormência para futuramente se desenvolver quando as condições ambientais forem favoráveis), se reproduzindo também de forma sexuada, trocando seus materiais genéticos através dos espermatozóides e óvulos. Na reprodução sexuada, usam mecanismos únicos que os tornaram há 500 milhões de anos atrás os primeiros a realizarem esse tipo de reprodução sexuada, utilizando espermatozóides e óvulos, sua estratégia de diversificação genética utiliza as correntes de água criadas pelo seu bombeamento para lançar fluidos de espermatozóides que através do fluxo de água é lançado e deve ter a missão mais importante de sua existência como célula flagelada haplóide que é encontrar seu respectivo óvulo de sua espécie no mar ou oceano aberto.

Coanócitos, células flageladas importantes para a manutenção de uma esponja.

Representação ilustrativa alguns tipos de reprodução das esponjas. A: Reprodução assexuada por brotamento. B: Reprodução assexuada por fragmentação. C: Reprodução sexuada por gametas (óvulos e espermatozoides).

Neste vídeo visualiza-se a liberação dos óvulos e em seguida os espermatozoides, forma de reprodução sexuada das esponjas.

Com toda essa capacidade evolutiva, ela ainda é o animal mais primitivo do planeta Terra, diante da magnitude de todas as formas existentes de seres vivos, aquáticos, terrestres e aéreos; mIcroscópicos, macroscópicos; aqueles que através da luz conseguem sintetizar a base da sua alimentação, a glicose (produtividade primária) ou aqueles que consomem facilmente os seres de produtividade primária. ou ainda os que desenvolveram técnicas de caça únicas para os mais variados tipos de presas. A vasta biodiversidade presente é nosso globo em diversos continentes e biomas trazem a um animal de 500 milhões de anos uma capacidade adaptativa enorme a essas diferentes variáveis que vivenciamos seja, presencialmente ou através de documentários, notícias, filmes e séries. E é nesse ponto que as esponjas estão presentes, ocupando áreas de pulsos de inundação em águas continentais, isto é, água doce, ou ainda vivendo suas vidas em rios e lagos, lá está ela a esponja que tanto ouve-se falar em recifes de coral.

As esponjas dulcícolas, ou poríferos de água doce são um grupo de poríferos que evoluíram a partir de esponjas marinhas para ocupar novos habitats assim elas criaram meios únicos para sustentar a vida em pontos onde ocorrem os pulsos de inundação (floodpulse), ocupando essas planícies por uma razão alimentar, já que esses pontos são responsáveis pela produção de biomassa, ciclagem de nutrientes e fluxo de energia. Diante disso, ocupam tal habitat pela alta disponibilidade de alimento, seja por fezes de outros animais ou a decomposição do substrato presente no solo. Assim, com a finalidade de sobrevivência fora da água conseguem fazer com que suas células assexuadas dormentes que mantêm a inativação celular chamadas de arqueócitos (gemulação) se desenvolvam quando ocorre outro pulso de inundação (floodpulse). Em sistemas lóticos (rios) é encontrado casos de espongiose doença que causa dermatite, cegueira e inflamação esta é provocada pelas espículas cristalinas que são encontradas em esponjas, essas espículas são soltas na água após a morte ou deterioração do porífero este evento é corriqueiro quando as águas do rio estão baixas e assim as pessoas nadam nesta água se contaminam com as espículas.

Vídeo mostrando uma esponja continental dentro da água.

Cladócero visualizado a partir de um microscópio óptico.

A simbiose, em sua essa essência se trata da cooperação entre duas espécies diferentes para se manterem vivas, os canais e câmaras que as esponjas criam são lugares perfeitos para alguns microorganismos como o fitoplâncton (microalgas) e zooplâncton (microcrustáceos), formam um lugar que possam viver com a obtenção de alimento constante e além de ser um abrigo seguro contra as fortes correntes dos mares e rios, no zooplâncton encontra-se um crustáceo bentônico (vive no substrato) chamado cladócero fornecendo assim através do exoesqueleto do porífero um lar que possa viver e fornecer alimento para o porífero. Em ambientes marinhos encontra-se um pepino-do-mar que vive no exterior da esponja, utilizando o fluxo de água criado por ela para capturar alimento através dessa corrente de água, se alimentando das grandes partículas que ficam grudadas nos poros por serem grandes demais para penetrar neles, assim o pepino teu seu alimento garantido e “limpam” a esponja fazendo com que não comprometa o fluxo de água dos canais do porífero.

Além de toda essa magnitude, elas ainda podem oferecer abrigo a muitos animais aquáticos já que na maioria das espécies formam um funil com um formato semelhante a uma toca de formações rochosas encontradas nos recifes. Assim, muitos peixes, crustáceos e outros invertebrados utilizam como abrigo ou descanso seguro e confortável. A esponja conhecida como cesto-de-vênus possui uma arquitetura digna de ser comparada a grandes construções arquitetônicas da humanidade, pois além de forma esplêndida estrutura é uma prisão para alguns casais de crustáceos que em suas fases juvenis em busca de abrigo se acomodam nesta esponja e ali ficam atingindo a maturidade corpórea e não conseguindo sair dessa prisão por terem crescido se fixando lá como um lar até os últimos dias de vida do casal ou do indivíduo. Os famosos caranguejos, algumas espécies aprenderam a utilizar as esponjas como um aparato de segurança, pois fixam as mesmas a sua carapaça superior criando um escudo e camuflagem contra predadores já que os poríferos não são comestíveis.

Baiacu (Tetraodontidae) em Esponja-de-barril-gigante (Xestospongia muta).

Esponja cesto-de-vênus ou esponja-de-vidro. Possui uma beleza única.

Asbestopluma hypogea com seu tentáculo de captura de alimento para fora.

Sabe-se que pode ocorrer a simbiose em algumas espécies de poríferos, porém outras aprenderam a caçar, se alimentando não somente de partículas mas também de algumas larvas de crustáceos por exemplo, utilizando um aparato de se desenvolveu criando uma célula externa com espículas externas que se apresentam em formato de fios de cabelo humano, desta forma capturam esses animais e após isto a célula fagocita a presa, estes poríferos se chamam Asbestopluma. Com todas essas capacidades e formas que apresentam os poríferos, eles são dignos do título de primeiro animal do mundo.

Para constatar essa incrível descoberta, foram feitas análises genéticas, comportamentais, morfológicas, anatômicas e fisiológicas. Usando a biologia molecular e evolutiva, como falado anteriormente, o uso da filogenética ou filogenia que busca relações de ancestralidade no grupo estudado utilizando o DNA ou código genético, extraído das células, como base desse estudo para desenvolver hipóteses e teorias sobre a história evolutiva e ancestralidade desse grupo. Utilizando um gene específico que é comum para todos os animais, assim após o sequenciamento genético é comparado o código genético das esponjas com outros animais ou grupos, quanto maior for a semelhança dos códigos genéticos desses dois ou mais grupos maior é o grau de genealogia, isto é, parentesco entre eles.

Cladograma mostrando o parentesco entre o clado Metazoa, assim o filo Porifera é o mais basal, ou seja, mais antigo.

Comparando e ordenando essas descobertas de filogenia, através da sistemática ou cladística, com a finalidade de buscar grupos-irmãos das esponjas encontrando deste modo o ancestral compartilhado desses grupos, criando uma árvore genealógica para os grupos de animais, ao final dessa construção o animal que ficar na base desta árvore genealógica será o ancestral de todos os outros animais. Assim, pesquisadores descobriram que os poríferos são animais, os animais mais primitivos do Reino Metazoa, se tornando o Filo Porifera. contendo 4 classes vivas (Calcarea, Demospongiae, Hexactinellida, Homoscleromorpha) e 1 extinta (Archaeocyatha), são conhecidas de 8 a 15 mil espécies de poríferos. Isto tudo só foi possível com os avanços da tecnologia que puderam através de equipamentos especializados desenvolver análises laboratoriais, como sequenciamento genético, e análises cladísticas e filogenéticas, através de programas de computadores para criar a melhor semelhança possível entre os grupos de animais em estudo.

Cladograma esboçando as relações evolutivas entre as quatro classes de esponjas que contam com representantes atuais.

Importância econômica das esponjas

Sua importância econômica se deve por parte a metabólitos secundários presentes em suas composições químicas que princípios ativos podem ser usados para medicamentos antitumorais, ajudando no tratamento de câncer e tutores de pessoas ou outros animais debilitados pela doença; antibióticos que têm a capacidade de levar a morte celular de bactérias (um tipo de procarionte) que estão infectando pessoas ou outros vertebrados; antivirais que tem a capacidade de eliminar vírus de forma oral que estão também infectando as pessoas ou outros vertebrados. Assim os poríferos são de grande importância para indústria farmacêutica e a busca por novos fármacos se deve com a procura, descobrimento e catalogação de novas espécies de poríferos.

Além de sua importância para a indústria farmacêutica, as esponjas tem outra importância para a indústria de materiais, já que as espículas de água doce que são liberadas para a água se acumulam quando tem uma circulação lêntica média, assim formam depósitos de espículas cristalinas feitas de silício, formando ao longo dos anos depósitos biominerais através da acumulação de espículas continentais, estes depósitos são denominados de espongilitos, podendo ser usados em telhas, tijolos e cerâmicas, além de circuitos e chips de aparelhos eletrônicos, como computadores, celulares e dispositivos inteligentes. Assim tem uma fonte de silício bio renovável, podendo ainda com estudos em andamento desenvolver fazendas para a produção de esponjas dulcícolas ou de água doce para liberar as suas espículas e acumular elas para formas espongilitos artificiais.

A Conclusão

A impressionante jornada da vida nos leva a descobrir criaturas simples que mesmo antes de sua existência os seus antepassados eram mais simples ainda. O porífero um animal que não parece animal, diante da diversidade que contemplamos diariamente em nosso cotidiano, pássaros, peixes, gatos, cachorros, moscas, baratas, besouros, libélulas, borboletas, mariposas e etc seria a esponja com toda essa variedade morfológica, o primeiro animal do mundo um ser bastante simples para um metazoário que deu origem ao animal mais inteligente do planeta, tão inteligente que se pergunta de onde veio, o ser humano. Assim encerra com muito carinho mais uma aventura da evolução da vida na terra e que possamos nos refletir sobre a importância biológica que criaturas simples diante da imponência que é os seres humanos e vertebrados no geral, para dar o real valor que eles merecem e assim ajudar a preservar ou conservar seu habitat natural.

Imagem ilustrativa mostrando a diversidade do reino animal.

Galeria de fotos de Poríferos. Veja a diversidade deste Filo.

Este artigo de divulgação científica foi inspirado neste documentário.

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