Os Linfócitos T

A defesa específica é direccionada para um tipo particular de substância ou patogene que tenha conseguido entrar no organismo. Os linfócitos correspondem a leucócitos que passaram maior parte do seu tempo de vida nos tecidos e órgãos do sistema linfático, e são células respondáveis pela resposta imunitária específica.

Como se processa a defesa específica mediada por Linfócitos T? 

A  imunidade celular (ou mediada por células é realizada com base na ação dos Linfócitos T  (linfócitos que migram da medula óssea para o timo), que têm, também, capacidade de reconhecimento de antigénios. Um antigénio, como uma bactéria ou um vírus, possui, geralmente, mais do que uma região capaz de ser reconhecida pelo sistema imunitário. As regiões de um antigénio às quais se podem ligar os anticorpos são designadas determinantes antigénicos ou epítopos. Desta forma, a um determinante antigénico podem ligar-se diferentes anticorpos, tantos quantos  os diferentes tipos de determinantes antigénicos que possua.

De uma forma genérica, pode considerar-se que a resposta mediada por células tem início com a apresentação do antigénio aos linfócitos, Figura 1.

A1Figura 1 – À semelhança das restantes células do organismo, os macrófagos possuem na sua superfície proteínas do complexo maior de histocompatibilidade (MHC). Algumas destas proteínas funcionam como recetores que se ligam aos antigénios, formando um complexo antigénio-MHCII, que é apresentado aos linfócitos T, tornando-os ativos. Neste caso, os linfócitos T diferenciam-se em linfócitos TH. Uma vez ativados, os linfócitos T podem estimular outros linfócitos T e linfócitos B, assim como fagócitos. Quando uma célula nucleada é infetada por um vírus ou quando se torna cancerosa, pode exibir, na sua membrana, um complexo formado pelo antigénio e por uma outra classe de proteínas do MHC (antigénio – MHCI). Este complexo permite ativar, também, os linfócitos T, que, neste caso, se diferenciam em linfócitos Tc. Uma vez ativados, os linfócitos T dividem-se em diferentes tipos de células T, incluindo células-memória. Algumas destas células T diferenciadas atuam diretamente, enquanto outras desencadeiam reações imunitárias.

A imunidade mediada por células, além de ter um importante papel no combate a agentes infeciosos, é especialmente importante no reconhecimento e na eliminação de células cancerosas.

Intervenientes

Linfócitos T citotóxicos ou citolíticos (Tc) – São capazes de reconhecer e destruir células infetadas e células cancerosas. Os linfócitos reconhecem estas células devido ao facto delas exibirem glicoproteínas anormais na sua superfície (quer sejam fragmentos dos vírus, quer sejam substâncias T).

Linfócitos T auxiliares (TH do inglês Helper) – reconhecem o complexo antigénio- MHC da superfície dos macrófagos e libertam mediadores químicos (citoquinas) que estimulam outras células do sistema imunitário (linfócitos B, fagócitos e outros linfócitos T).

Linfócito T supressores (Ts) – segregam substâncias que moderam ou suprimem a resposta imunitária (divisão de células imunitárias e produção de anticorpos) quando a infecção já foi ultrapassada.

Resposta Imunitária

Quando os linfócitos B ou T estão expostos a um antigénio, ocorre a sua ativação, originando células efetoras e células-memória – ocorre a designada resposta imunitária primária e ocorre nos primeiros dias após a exposição ao antigénio. Se o indivíduo voltar a ser exposto ao mesmo antigénio verifica-se uma resposta imunitária secundária, que é mais rápida, mais intensa, e mais prolongada.

A capacidade do sistema imunitário reconhecer o antigénio e produzir uma resposta imunitária secundária é, genericamente, designada memória imunitária secundária.

As células-memória, além de geraram células-efetoras, dão origem a mais células memória que permanecem armazenadas em locais, como o baço e os gânglios linfáticos, durante longos períodos de tempo, prontas para responder a um eventual novo ataque desse antigénio.

 

 

 

Selaginela

O sucesso das plantas na exploração de ambientes terrestres ocorreu por mudanças graduais de estrutura, verificando-se mesmo que o aumento da complexidade e, consequentemente, de diversidade abre novas perspetivas de adaptação às condições do meio.

Cabo Mondego (2020)A-43

Selaginela (Selaginella denticulata)

Reino das Plantas e Evolução

Possivelmente há mais de 400 M.a. um ancestral das plantas evoluiu do ambiente aquático para o ambiente terrestre, Figura 1.

Galeria da Biodiversidade (Porto) - Evolução das Plantas

Figura 1 – A primeira fase da evolução das plantas relaciona-se com a sua origem no Paleozoico a partir de ancestrais aquáticos, provavelmente algas verdes multicelulares. De acordo com os estádios de evolução verificados a nível da estrutura, nesta primeira fase pode considerar-se a emergência de dois grupos distintos de plantas:  grupo pouco diferenciado que não apresentam, em regra, tecidos condutores para a circulação da água e outras substâncias (ancestrais das Briófitas atuais) e um grupo de plantas vasculares que apresentam tecidos condutores e uma maior diferenciação morfológica. Numa segunda fase, surgiram as plantas vasculares com sementes e ainda mais tarde, numa terceira fase, apareceram as plantas com flor.

A invasão da terra pelas plantas, no decurso da evolução, só pode ter ocorrido com a aquisição de características capazes de permitir a vida de organismos em novas condições ambientais.

Em ambiente terrestre a secura do ar constitui para as plantas uma condição limitante. A passagem ao meio terrestre foi acompanhada pelo desenvolvimento de estruturas importantes no que respeita ao controlo das perdas de água por evaporação e das trocas gasosas com a atmosfera. A diferenciação de tecidos especializados no transporte (vasculares) foi de enorme importância na evolução das plantas terrestres, relacionando-se com o aparecimento e o sucesso de plantas de grande porte.

Plantas Vasculares sem semente

As plantas vasculares sem semente reproduzem-se e dispersam-se por esporos. Compreendem os fetos e outras plantas com elas relacionadas designadas em inglês por fern allies. São tradicionalmente designadas por plantas “criptogâmicas” (do grego Kriptos – escondida + gamos – união), mas pel facto de já possuírem tecidos vasculares (xilema e floema), são designadas por criptogâmicas vasculares. Estas plantas, das quais se conhecem os primeiros registos fósseis do Silúrico (Cooksonia), foram parte predominante da vegetação da Terra durante milhões de anos, constituindo grandes florestas que cobriam a Terra no Carbonífero.

O Phyllum Lycophyta (Licófitas) inclui o género Selaginella (Foto1)

Cabo Mondego (2020)A-43

Foto 1 – Na Selaginella a parte vegetativa é constituída por um caule ramificado que cresce junto ao solo (caule prostado). As folhas são pequenas e inserem-se alternadamente, aos pares, ao longo do caule. De pequenos prolongamentos do caule, alongados para o solo, nascem raízes.

O Phyllum Lycophyta (Licófitas) inclui o género Selaginella, e é representativo de uma linha evolutiva pertencente ao Devónico. Embora todos os representantes atuais sejam plantas de pequeno porte, no Carbonífero dominaram grandes árvores, algumas com engrossamento secundário, caso do Lepidodendron. Todas as licofitas fósseis e atuais possuem microfilos. Também o aparecimento de verdadeiras raízes contrasta com os musgos (Filo Briófita), possibilitando às plantas deste filo para além de um ancoramento mais sólido e uma absorção mais eficiente.

É nesta planta, de pequenas dimensões, que se vão formar esporos, dentro de esporângios que se diferenciam em ramos particulares  –  os estróbilos – os quais se mantêm erectos. Na Selaginella, a diferenciação estrutural entre micrósporos e macrósporos está relacionada com a atividade próprias de cada um deles (planta heterospórica). Quando comparada com os fetos, na Selaginella ocorre uma maior diferenciação do gametófito, já que existem separadamente os gametófitos femininos e masculinos, o que resulta da existência de dois tipos de esporos, Figura 2.

Selaginella

A importância da heterosporia no desenvolvimento destas plantas reside na maior proteção do gametófito feminino e do embrião, dispondo este, também, de abundantes reservas alimentares, até que a jovem planta esteja em condições de produzir o seu próprio alimento.    Os esporângios nascem na axila de microfilos férteis designados por esporofilos. Em muitas das plantas deste filo há ramos férteis onde os esporofilos se agrupam constituindo os estróbilos.

Na Selaginela a heterosporia tem um significado especial nas plantas terrestres porque é uma condição necessária para o aparecimento da semente. Das plantas vasculares existentes pensa-se que a Selaginella, por razões ainda pouco compreendidas, terá sido das primeiras a exibir heterosporia, facto que poderá ter sido o “pontapé de saída” para a formação da semente, que nesta planta já tem alguma expressão.

Ciclos de Vida

Parte I

Parte II

 

 

 

 

Paleoclimas – Mecanismos astronómicos

O estudo das rochas e dos seres vivos que habitaram a Terra permite reconstruir os paleoambientes e estudar as variações climáticas ao longo do tempo geológico. Estas investigações são muito importantes pois o passado é a “chave” do futuro da Terra.

São diversos os fatores responsáveis pelo controlo do clima terrestre que atuam de forma complexa e ainda pouco conhecida, podendo enquadrar-se nos mecanismos astronómicos (intensidade solar e variações da órbita terrestre), geoquímicos (variações climáticas relacionadas com a composição da atmosfera) e dinâmica terrestre (dependente da geometria dos continentes e oceanos, que, ao afetar a quantidade de energia refletida, pode influenciar o clima, ou ainda a atividade vulcânica).

Mecanismos Astronómicos

Bruno«Cego quem não vê o Sol, néscio quem não o conhece, ingrato quem não dá graças por ele quando tamanha é a sua luz, tamanho o bem, tamanho o benefício com que resplandece, com que sobressai, com que nos favorece – mestre dos sentidos, pai das substâncias e autor da vidaGiordano Bruno (1548-1600)  

O Sol é uma estrela onde ocorre uma atividade que apresenta variações. As modificações que ocorrem no Sol podem ser irregulares ou cíclicas, sendo percetíveis pela formação de manchas na superfície solar. As manchas solares são uma das características principais da atmosfera do Sol e constituem um bom indicador da sua atividade. A sua abundância dá-nos uma ideia do momento do seu ciclo, Figura 1.

Sol

Figura 1(A) Galileu foi um dos primeiros cientistas a observar, no século XVII, a superfície solar com recurso a um telescópio. Em meados do século XVIII, os astrónomos verificaram que as manchas solares variava de forma cíclica, tendo determinado que os seus ciclos eram de aproximadamente 11 anos. Existe um registo contínuo do seu número desde o século XVIII. (B) Estrutura do Sol. O mecanismo através do qual o Sol aquece tanto continua atualmente a ser um mistério. (C) Ao longo de pouco mais de uma década, o Sol passa sempre por um período de atividade mínima, que pode ser apreciado no número reduzido de manchas ou de erupções que regista, para um máximo de dinamismo. Em linhas gerais, o ciclo caracteriza-se por uma época de pouca atividade (quase em manchas solares), seguida de outra de atividade intensa, após o que tem início um novo ciclo.

O Sol é uma esfera grande e quente de hidrogénio e hélio que brilha há quase 5.000 milhões de anos e cuja força gravitacional mantém os oito planetas do Sistema Solar a orbitar à sua volta. Uma estrela cuja evolução foi suficientemente estável para permitir o aparecimento e desenvolvimento da vida na Terra. Este enorme reator nuclear no qual a energia, produzida no núcleo mediante a fusão dos átomos de hidrogénio, é transmitida pelas suas camadas até ao exterior e escapa para o espaço. Esta estrela é a nossa principal fonte de energia e a habitabilidade da Terra não poderia ser entendida sem o contributo da nossa estrela, que modela o seu clima, permite a existência de água no estado líquido e possibilita o desenvolvimento de seres vivos de diferentes complexidades. Desta forma a climatologia terrestre depende em grande medida da energia que o nosso planeta recebe do Sol. O cálculo da constante solar ajuda-nos a medir a referida influência.

A potência luminosa que incide numa superfície de 1m2 nas imediações da Terra, fora da atmosfera e orientada perpendicularmente ao Sol, denomina-se “constante  solar”. Esta energia por unidade de tempo e de área varia com a posição orbital da Terra, uma vez que a sua órbita é uma elipse e não um circulo. Por essa razão, a distância entre o nosso planeta e o Sol varia. Estas variações, no entanto, não determinam as estações: por exemplo, a Terra está mais próxima do Sol durante o inverno boreal. Estas estações devem-se à inclinação do eixo de rotação do nosso planeta em relação ao seu plano orbital.  Uma parte do fluxo solar é refletida para o espaço pelas nuvens ou pela superfície terrestre e outra é absorvida pela atmosfera e pelo solo. Assim, tanto a atmosfera como a superfície, aquecem e emitem radiação no infravermelho que é absorvida por alguns gases. Este último aspeto dá origem ao chamado “efeito de estufa”.

Há um milénio Eric, o Vermelho, chegou à Gronelêndia vindo da Islândia com um pequeno grupo de norsos, também conhecidos como vikings. No ano de 982  desembarcou nas margens de um fiorde e depois regressou à Islândia para divulgar a terra por si descoberta, à qual, segundo a sua saga, “ele chamou Terra Verde (Gronelândia) por entender que as pessoas se sentiriam atraídas se ouvissem um nome favorável”. Terá sido desta terra verde que o filho de Eric, Leif, zarpou de uma quinta situada num fiorde na costa oeste e terá descoberto a América do Norte por volta do ano 1000. Na Gronelândia, as colónias de norsos aguentaram-se durante mais quatro séculos e depois desapareceram. Os vikings fixaram-se na Gronelândia num período de temperaturas excecionalmente quentes. Há registos de manchas solares, coincidindo com este período mais quente. No início do século XIV, a Gronelândia ficou muito mais fria, transformando a vida naquelas paragens num desafio ainda maior. A atual Gronelândia está a aquecer a uma velocidade duas vezes superior à do resto do planeta. Se a totalidade do gelo derreter nos próximos séculos, o nível do mar elevar-se-á.    Quase três décadas de dados de satélite revelam uma tendência de crescimento de superfícies abrangidas pela zona de degelo entre abril e outubro. No resto do ano, todo o manto de gelo se mantém congelado.

Para além da atividade solar, o clima na Terra também se pode dever às variações da órbita terrestre que, ao influenciarem a quantidade de radiação solar que atinge a Terra, influenciam o seu clima.

Cálculos de Milankovitch

Cálculos efetuados por Milankovitch (astrónomo) apontam para uma relação entre as glaciações do Quaternário e as variações orbitais, Figura 2,  baseando-se na:

  • Excentricidade – corresponde às variações na forma da órbita terrestre;
  • Obliquidade – variações no ângulo do eixo da Terra relativamente ao plano da sua órbita;
  • Precessão – oscilação do ângulo da Terra.

Terra

Figura 2 –  Estes três parâmetros (excentricidade, obliquidade e precessão) variam periodicamente em ciclos de aproximadamente 100 000 anos, 41 000-42 000 anos e 23 000 anos respetivamente. Correspondem a períodos dominantes da órbita solar da Terra, sendo os ciclos de 100 000 anos responsáveis por 50% da variância climática do planeta, os ciclos de 41 000-42 000 por 25% da mesma variância e os de 23 000 por 10%. A conjugação da variação dos 3 parâmetros orbitais conduz à existência de períodos glaciários e interglaciários.

Nas situações extremas um período glaciário ocorre quando a órbita da Terra apresenta uma excentricidade forte e uma grande distância Terra-Sol durante o Verão. Por outro lado, um período interglaciário com uma configuração orbital extrema corresponde a uma fraca excentricidade (órbita circular) e uma fraca distância Terra—Sol no Verão.   As alterações do clima terrestre irão refletir-se por sua vez, em modificações no volume de água, seja na forma liquida nos oceanos, seja na forma de gelo nas calotes polares.

O estudo das variações na razão dos isótopos de oxigénio realizado principalmente em carapaças de foraminíferos recuperados em testemunhos de  sondagens nos fundos oceânicos, permitiu mostrar claramente a sucessão de períodos quentes e frios do nosso planeta.

 

 

Estudos de paleoclimas a partir da análise de foraminíferos

Os foraminíferos planctónicos são organismos unicelulares eucariotas pertencentes aos protozoários rizópodes. Fazem parte do plâncton marinho, constituindo uma pequena percentagem do total de zooplâncton vivo. Os foraminíferos planctónicos são caracterizados pela presença de uma concha mineralizada formada por uma sucessão de câmaras comunicantes entre si. Após a morte do organismo, as conchas vazias são depositadas no fundo oceânico em regiões de alta produtividade, contribuindo substancialmente para os sedimentos.

A contribuição para os sedimentos marinhos e a sua ampla ocorrência nos oceanos atuais, faz com que estes organismos sejam especialmente importantes no estudo dos ecossistemas marinhos passados e presentes.

O vasto conjunto de condicionantes hidrológicas e ecológicas que caracterizam a presença dos foraminíferos em ambiente pelágico, favorece mecanismos adaptativos particulares, que potenciam a sobrevivência e levam a um elevado grau de sucesso reprodutivo, assegurando a continuidade das espécies.

Foraminíferos (Mondego)

Estudos de paleoclimas a partir da análise de foraminíferos –  Neogloboquadrina pachyderma é um foraminífero abundante em águas frias mas que também pode aparecer em águas tropicais. A concha deste foraminífero pode enrolar de duas maneiras: para a esquerda, quando o ser vivo habita águas frias e para a direita, quando habita águas quentes. Esta característica é utilizada para estudar paleoclimas. Quando a Terra passa por um temperaturas frias, a temperatura da água dos oceanos desce e a Neogloboquadrina pachyderma produz conchas a enrolar para a esquerda. Em alternativa, durante períodos de elevada temperatura, a temperatura dos oceanos sobe e a Neogloboquadrina pachyderma produz conchas que enrolam para a direita.

Cerca de 90% das espécies de foraminíferos identificadas são fósseis. Os foraminíferos planctónicos desenvolveram-se inicialmente no fim do Jurássico, como formas simples e pequenas, semelhantes às Globigerina. Estas formas aparentemente insignificantes, mostraram uma enorme evolução no Cretácico. O conhecimento atual de foraminíferos planctónicos modernos é baseado em quarenta e quatro espécies, entre as quais. aproximadamente vinte e uma são as mais comuns nos oceanos. Estas espécies encontram-se agrupadas em duas famílias: Globigerinidae (formas espinhosas) e as Globorotaliidae (formas não espinhosas), com subcategorias baseadas na morfologia da concha e características biológicas.

Os foraminíferos planctónicos encontram-se em regimes oceânicos diversos: desde águas tropicais e subtropicais até a águas polares. Encontram-se mais adaptados à vida em zonas oceânicas, ocorrendo geralmente em águas marinhas de salinidade normal. Habitam maioritariamente na zona eufótica, uma vez que a maioria dos recursos alimentares ocorrem nos primeiros 200 m da coluna de água, mas descem a vários milhares de metros para águas mais profundas. De acordo com a morfologia da concha, existência de simbiontes, ornamentação superficial e ciclo reprodutivo, entre outros, muitas espécies têm profundidades preferenciais (estratificação), realizando migrações verticais extensas no seu ciclo de vida. Devido à complexidade e diversidade de habitats, os foraminíferos, demonstram uma elevada biodiversidade e abundância como efeito das suas diferentes necessidades ecológicas.

Os foraminíferos segregam uma concha, geralmente de natureza calcária. Se tiveram apenas uma câmara cilíndrica, crescem continuamente e denominam-se uniloculares. Pelo contrário, os organismos com várias câmaras (multiloculares) apresentam um crescimento descontínuo, correspondendo cada câmara a um período de crescimento. Estas espécies iniciam a sua vida com uma única câmara, o proculum, e à medida que o protozoário aumenta o seu tamanho, o protoplasma flui através de uma abertura na primeira câmara segregando um novo compartimento. Este processo é contínuo ao longo da sua vida e resulta na formação de uma série de câmaras, sendo cada compartimento maior do que os precedentes. Pensa-se que a função da concha seja múltipla, nomeadamente de protecção, tanto de predadores como de condições ambientais desfavoráveis e controlo da flutuabilidade e estabilidade do organismo.

Atividade Prática 

A partir da análise destes foraminíferos, recolhidos na mesma bacia de sedimentação, é possível de estudar a variação da temperatura no local durante os últimos 160 000 anos.

Procedimento

  1. Completa a tabela 2. Para isso vais utilizar os dados do anexo 1 para os primeiros 40 000 anos, os restantes já foram colocados na tabela.
  2. Constrói um gráfico 3 com os resultados obtidos. No eixo vertical deves colocar as idades e no eixo horizontal a percentagem de foraminíferos que enrolam para a direita.
  3. Analisa o gráfico e descreve a variação da temperatura no local ao longo deste 160 000 anos.

Atividade prática

Referências

Allen, K., Roberts, S., & Murray, J.W. (1999). Marginal marine agglutinated foraminifera: affinities for mineral phases. Journal of Micropalaeontology, 18(2), 183-191.

Darling, K.F., Kucera, M., Kroon, D., & Wade, C.M. (2006). A resolution for the coiling direction paradox in. Neogloboquadrina pachyderma Paleoceanography, 21.

Kaminski, M.A., Armitage, D.A., Jones, A.P. & Coccioni, R. (2008). Shocked diamonds in agglutinated foraminifera from the Cretaceous/Paleogene Boundary, Italy-a preliminary report. Grzybowski Foundation Special Publication, 13, 57-61.

Knudsen, K.L., Eiríksson, J., Jansen, E., Jiang, H., Rytter, F., & Gudmundsdóttir, E.R. (2004). Palaeoceanographic changes off North Iceland through the last 1200 years: foraminifera, stable isotopes, diatoms and ice rafted debris. Quaternary Science Reviews, 23(20), 2231-2246.

Linke, P., & Lutze, G.F. (1993). Microhabitat preferences of benthic foraminifera—a static concept or a dynamic adaptation to optimize food acquisition?. Marine Micropaleontology, 20(3-4), 215-234.

Loeblich, A.R., & Tappan, H. (1989). Implications of wall composition and structure in agglutinated foraminifers. Journal of Paleontology, 63(06), 769-777.

Thibault De Chanvalon, A., Metzger, E., Mouret, A., Cesbron, F., Knoery, J., Rozuel, E., Launeau, P., Nardelli, M.P., Jorissen, F.J., & Geslin, E. (2015) Two-dimensional distribution of living benthic foraminifera in anoxic sediment layers of an estuarine mudflat (Loire estuary, France). Biogeosciences 12(20), 6219-6234.

https://ucmp.berkeley.edu/fosrec/Olson2.html#TABLE2

 

Site no WordPress.com.

EM CIMA ↑