Meiose - Fonte de variabilidade genética

Meiose - Fonte de variabilidade genética

Em termos evolutivos, a reprodução sexuada representa a capacidade que os seres conquistaram para produzir diversidade genética. Contribuem para esta diversidade genética, por um lado, os processos que ocorrem durante a produção de células haplóides (n) e por outro lado, os processos associados à fecundação, que permitem a produção de novos indivíduos diplóides (2n). O facto de cada espécie ter um número constante de cromossomas implica que, em qualquer ciclo de vida com reprodução sexuada, seja indispensável a existência de um processo celular compensatório da fecundação, durante o qual o número de cromossomas se reduza para metade. Esse processo, que permite a manutenção do número de cromossomas em qualquer ciclo de vida, é a meiose. (ver vídeo)As células do organismo “soma” (2n=46) sofrem mitoses sucessivas por forma a substituírem as células velhas que terminaram o seu tempo de vida. A produção de gâmetas (gametogénese) ocorre somente em células especializadas (linha germinativa). Os gâmetas são células reprodutoras haplóides (n) isto é, contêm metade do número de cromossomas, porém têm origem nas células diplóides (2n) da linhagem germinativa. Por exemplo, na espécie humana a constituição cromossómica (cariótipo) é de 46 cromossomas: 44 autossomas + XX ou XY, isto é, pares de cromossomas, materno e paterno. As células diplóides (2n=46) que se encontram nos órgãos reprodutores (esporófitos nas plantas e gónadas nos animais), sofrem duas divisões consecutivas (uma reducional e outra equacional) por forma a obterem células com metade do número de cromossomas da espécie (células haplóides n=23 - gâmetas ou células reprodutoras).

Niagara fall - Canada

Água - Fonte de vida

A vida neste planeta começou na água e hoje onde quer que haja água, quase sempre há vida. Existem organismos unicelulares que passam a existência inteira apenas com a água que possa aderir a um grão de areia. Algumas espécies de algas são encontradas somente na superfície inferior fundente do gelo polar. Algumas espécies de bactérias e de algas azuis podem resistir à água quase fervente de fontes termais. No deserto, há plantas que percorrem um ciclo de vida inteiro – semente, flor, semente – logo depois da queda de chuva. Na floresta tropical, a água colectada nas folhas de uma planta forma um microcosmos no qual pequenos organismos nascem, crescem, reproduzem-se e morrem.
Três quartos da superfície da Terra estão cobertos por água. A água constitui 50 a 95 por cento do peso de qualquer ser vivo em actividade. Comparada com outros líquidos, a água é bastante extraordinária. Não fora isso, é bem provável que a vida nunca tivesse existido.
A fim de compreender por que a água é tão extraordinária e como desempenha seu papel único e essencial nos seres vivos, teremos que considerar a estrutura da sua molécula. Cada molécula de água é constituída por dois átomos de hidrogénio e um átomo de oxigénio, unidos por ligações covalentes (ligações formadas pela partilha de um par de electrões). A molécula da água, como um todo, é neutra quanto à carga eléctrica, com igual número de protões e de electrões. Moléculas como a água, possuidoras de zonas negativas e de zonas positivas, são chamadas polares, em analogia com o “ímã”, que tem um pólo positivo e um negativo.
Quando um átomo de hidrogénio, com carga positiva, pertencente a uma molécula de água, se justapõe a um átomo do dotado de carga negativa suficientemente forte, como o átomo de oxigénio de outra molécula de água, a força de atracção forma uma ligação entre eles, ligação conhecida por ponte de hidrogénio. Trata-se de uma ligação relativamente fraca, que prende um átomo de hidrogénio covalente ligado a outro átomo, geralmente oxigénio ou nitrogénio, ao oxigénio ou nitrogénio de outra molécula. Na água, pontes de hidrogénio formam-se entre as partes negativas de uma molécula e água e as partes positivas de outra. Uma molécula de água pode, portanto, estabelecer pontes de hidrogénio com quatro outras. A água líquida é constituída de moléculas ligadas dessa forma. Uma ponte de hidrogénio individual tem duração muitíssimo curta. Tomadas em conjunto, as pontes de hidrogénio têm força considerável e tornam a água fluida e estável, em condições comuns de temperatura e pressão. Na água que goteja de uma torneira, cada gota adere á borda e, por um momento, fica pendurada por um fio de água. Em seguida, assim que o peso da gota parte o filamento, a superfície da mesma fica retesada e inclui a esfera inteira durante a queda. Um material leve à superfície da água, flutua, embora seja mais denso. Durante a primavera, ou no Verão, insectos andam sobre a superfície de uma lagoa, como se fosse sólida. Estes fenómenos resultam da tensão superficial. A tensão superficial resulta da coesão das moléculas da água. O único líquido com maior tensão superficial maior do que a da água é o mercúrio. Os átomos do mercúrio atraem-se tão fortemente que não aderem a qualquer outra coisa. Por causa das suas cargas negativas e positivas, a água adere fortemente a qualquer molécula carregada e a superfícies carregadas. A capacidade de molhar, isto é, a capacidade de revestir uma superfície, depende da sua capacidade de aderir.
É por capilaridade que a água sobe em tubos de diâmetro muito fino, através de um pedaço de papel e pelos microporos do solo, modo pelo qual se torna acessível às raízes das plantas.
A embebição “beber” é o movimento de moléculas de água para dentro de materiais, como a madeira ou a gelatina, que incham ou aumentam de volume por causa da interacção entre eles e as moléculas da água. As sementes embebem-se de água ao germinar e podem atingir volume muitas vezes maior que o original.
A quantidade de calor necessária para que, em certa quantidade de substância, ocorra um determinado aumento de temperatura chama-se calor específico dessa substância. Uma caloria é, por definição, a quantidade de calor que aumentará de 1ºC a temperatura de 1 g (1 ml) de água. O calor específico da água é cerca de duas vezes maior que o calor específico do álcool ou do óleo. É também quatro vezes maior que o calor específico do ar ou do alumínio e nove vezes maior que o do ferro. Para aumentar a temperatura da água é necessário introduzir mais energia do que a requerida, para o mesmo efeito, em outras substâncias. O alto calor específico da água é também consequência das pontes de hidrogénio, assim como o são sua tensão superficial e sua coesão. O calor é uma forma de energia, a energia cinética, ou de movimento , de moléculas. Para que a energia cinética das moléculas da água aumente o bastante para elevar um 1ºC de temperatura, é necessário romper muitas pontes de hidrogénio, que prendem as moléculas às outras. Se colocarmos uma panela de água sobre a chama, mais tempo e portanto mais energia são necessários para esquentar a água do que para esquentar a panela. A razão disso é que a maior parte da energia introduzida na água é gasta em quebrar as pontes de hidrogénio e só resta parte relativamente pequena para aumentar o movimento molecular.
Qual o significado biológico de um alto calor específico? O significado é que, para uma certa velocidade de introdução de energia, a temperatura da água subirá muito mais lentamente que a de quase qualquer outro material. Inversamente, a temperatura cairá mais devagar durante a libertação de calor. Por ser tão grande a quantidade de calor, ganha ou perdida, necessária para elevar ou baixar a temperatura da água, os organismos que habitam os oceanos vivem em ambiente de temperatura mais ou menos constante. Do mesmo modo, por causa do seu alto teor de água, é mais fácil para as plantas e animais terrestres manterem temperatura interna relativamente constante. A importância disso está no facto das reacções biológicas, ocorrerem somente num determinado valor de temperatura.
As pontes de hidrogénio são também responsáveis pelo alto calor de vaporização da água (são necessários 500 calorias para transformar 1g de água líquida em vapor, cinco vezes mais do que para o éter). A vaporização acontece porque as moléculas mais rápidas de um líquido escapam da superfície para o ar. Para que uma molécula de água se desprenda de suas companheiras, isto é, para que se vaporize, as pontes de hidrogénio têm de ser quebradas. Isso requer energia calorífica. Quando a água se evapora, como da superfície da nossa pele ou de uma folha, absorve grande quantidade de calor das redondezas. Assim, a evaporação tem um efeito resfriador. A evaporação a partir da superfície de um animal ou de uma planta terrestre é um dos principais meios desses organismos descarregarem excesso de calor.
Nos sistemas vivos há muitas substâncias em solução. A polaridade das moléculas da água é o factor responsável pela eficácia da água como solvente. As moléculas carregadas da água tendem a separar em seus iões constituintes, moléculas como a do cloreto de sódio. As moléculas da água aglomeram-se à volta dos iões e separam-no. Muitas das pequenas moléculas, importantes nos sistemas vivos, possuem igualmente áreas de carga negativa e positiva e também atraem moléculas da água. Por causa da tendência que a água tem de dissolver outras moléculas e de se aglomerar em volta delas, virtualmente todas as reacções químicas da célula ocorrem em água. Além disso, as moléculas da água participam directamente em muitas dessas reacções.
Na água líquida há ligeira tendência de um átomo de hidrogénio saltar do átomo de oxigénio com o qual está covalente ligado para o átomo de oxigénio com o qual forma ponte de hidrogénio. Nesta reacção formam-se dois iões: o ião hidrónio (H3O+) e o ião hidroxilo (OH). Em qualquer volume de água pura há um número pequeno mas constante de moléculas ionizadas dessa forma. O número é constante porque a tendência da água a ionizar-se é compensada exactamente pela tendência dos iões a reunir-se; assim, ao mesmo tempo que algumas moléculas se ionizam, um número igual de outras formam-se.
Na água pura, o número de iões H+ é exactamente igual ao número de iões OH-. Uma solução adquire as propriedades de um ácido quando o número de iões hidrogénio excede o de iões OH-; inversamente, uma solução é alcalina (básica) quando os iões OH- excedem os iões H+.

Prof. Sílvio Jesus

Vulcanismo

Geologia da Madeira

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Geologia da ilha da Madeira

Aspectos Geológicos da ilha da Madeira


O arquipélago da Madeira, que compreende as ilhas da Madeira, de Porto Santo, Selvagens e Desertas, é de origem vulcânica e localiza-se no oceano Atlântico. A maioria das ilhas atlânticas e o Arquipélago da Madeira em particular, está intimamente ligado à abertura do Atlântico, processo que se iniciou há cerca de 200 M.a., no Triásico, e continua actualmente.
O grupo formado pela Madeira - Desertas e Porto Santo teve origem numa “Pluma” quente, de longa duração, originada a partir no Manto Superior (Mata,J.; Munhá, J.;Macrae, N.D, (1990). Este tipo de vulcanismo é localizado no interior da placa litosférica, no nosso caso, na Placa Africana. O ponto quente é uma estrutura fixa que emite episodicamente material vulcânico, perfurando a placa ao mesmo tempo que esta se desloca no sentido WE, resultando o grupo de ilhas do arquipélago.
A evolução geomorfológica da Madeira e a sua configuração actual (730 Km2 de área, com um comprimento de 63 Km2 por 23 de largura máxima), são consequência da forma, da estrutura e da idade do edifício vulcânico que lhe deu origem, da natureza dos materiais e dos agentes erosivos externos, próprios da situação geográfica.
A ilha divide-se em dois grandes maciços: o Maciço Vulcânico Central, que ocupa a região central da ilha, trata-se de um aparelho complexo onde predominam material de origem explosiva (grandes blocos, lapilli “areão”, cinzas, etc…, em disposição caótica proveniente de diversos centros de erupção, hoje ocultos e irreconhecíveis. Este Maciço é atravessado por uma rede densa de filões, na maioria básicos e alguns traquíticos orientados em todas as direcções, havendo, na opinião de ZBYZEWSKI (1995), certa convergência para a zona do Pico Ruivo (1860 m). Este pico com relevo vigoroso deve-se à resistência dos diques à erosão, em contraste com os materiais envolventes. A pouca coesão do material piroclástico permitiu o escavamento de profundos rasgões de erosão, constituindo a morfologia das principais ribeiras: Brava, Socorridos, Machico, S. Vicente, Porco (Boaventura) e Faial.
O Maciço Vulcânico do Paul da Serra corresponde a uma plataforma estrutural mantida por derrames basálticos, sub-horizontais ou levemente inclinados para SW. No conjunto distinguem-se alguns patamares, igualmente estruturais e inclinados no mesmo sentido, criados por derrames mais recentes (Nascimento, 1990).
Na ilha da Madeira, o Complexo Vulcânico de Base de idade miocénica formado por derrames submarinos e aéreos, que aflora na parte central da ilha, a favor de grandes rasgões de erosão existentes em relação com alguns vales profundos (S. Vicente, Boaventura, Socorridos), prolongando-se para leste pelos vales das ribeiras de Porto da Cruz e Machico e estendendo-se até à Ponta de S. Lourenço é constituído por acumulações piroclásticas de blocos, bombas, “lapilli” ou areão e cinzas, intercaladas com escoadas basálticas. O material vulcânico é essencialmente efusivo, constituindo lavas basálticas compactas. Estas lavas formaram escoadas relativamente pouco espessas, cobrindo uma topografia aplanada do complexo vulcânico que lhe serve de substrato. As primeiras escoadas deste complexo basáltico foram mais extensas segundo a mesma autora, ocupando a totalidade da superfície planáltica, chegando mesmo a descer ao longo dos vales então existentes, atingindo o mar. Estes episódios recentes, de emissão de lavas - Escoadas Modernas - estão confinados aos vales das ribeiras de S. Vicente, do Seixal e de Porto Moniz. Estas escoadas basálticas olivínicas correspondem ao último período de actividade vulcânica da Madeira (0,5 – 0,2 M.a.) durante a chamada época de Brunher (PORTUGAL FERREIRA, 1995). Correram em vales já profundamente encaixados em função do litoral actual, fossilizando-os. No vale de S. Vicente, a bancada de basalto foi entalhada pela erosão vertical das águas pluviais, , reconstituindo-se o leito então colmatado, pela escoada tendo assumido a configuração de um terraço.
Em torno da Madeira, formaram-se calcários recifais, posteriormente erodidos, sendo actualmente conhecido, na ilha, o afloramento de calcários recifais de S. Vicente. Posteriormente formações sedimentares foram fossilizadas por novas erupções de materiais eruptivos.
A ilha encontra-se recortada por muitos filões, sustentando linhas de cumeada vigorosas, podendo ser observados nos troços superiores da Rª Brava , no caminho para a Encumeada. A distribuição espacial dos filões é muito variada e de orientações muito diversa. Para ZBYSZEWSKI, a orientação mais frequente dos filões é WNW – ESSE a NW – SE, (coincidente com a direcção de alguns alinhamentos e cones vulcânicos), embora, de modo geral, a rede converge para os grandes aparelhos centrais da ilha.
A grande maioria das formações geológicas constituintes da ilha da Madeira são rochas vulcânicas extrusivas: rochas lávicas, efusivas, quer muito compactas, quer porosas e vacuolares resultantes de escoadas basálticas e espessuras variáveis, quer em função da duração dos episódios de actividade, quer relativamente ao centro de emissão. Têm inclinações diversas e são mais acentuadas à periferia da ilha. As escoadas basálticas apresentam-se, no geral, escoriáceas na parte superior. São frequentes os aspectos de disjunção prismática. São também comuns certas estruturas que GRABHAM (1948) designou por disjunção em lajes, resultante da separação das escoadas basálticas por juntas paralelas às “camadas” muito utilizadas no lageado, na construção de degraus, levadas, etc. Mais frequente são os aspectos de disjunção esferoidal ou em bolas, formada por camadas concêntricas de rocha alterada (à semelhança das capas de cebola), relacionada com fenómenos de alteração da rocha basáltica. Há um tipo de escória vulcânica, porosa (ou “faventa”), cinzenta, designada por “cantaria rija”, muito usada em cantaria das casas e edifícios onde outrora foi explorada na base da escarpa do Cabo Girão.
Entre as rochas piroclásticas, existe uma grande variedade de materiais, desde enormes blocos a cinzas muito finas, passando pelo termo intermédio como o chamado “feijoco”, em (MORAIS, 1939) e o “lapilli”, ou areão, de aspecto vesicular e esponjoso, sendo frequente as características bombas vulcânicas. Estes, muitas vezes de tonalidade escura, amarelada ou avermelhada, são usados na construção sob a designação de “pedra mole”. A “cantaria mole” é material piroclástico compactado, que pelas suas características refractárias que possui, é especialmente utilizada no fabrico de fornos.
O litoral da ilha relaciona-se com a plataforma submarina. Segundo alguns autores esta tem maior largura a Norte, face a que se situa a Sul, à semelhança do que acontece no Porto Santo. Este facto tem sido interpretado, como maior capacidade de abrasão no litoral virado a Norte e, consequentemente, mais rápido recuo das arribas, devido à constância de maior energia das vagas provocadas por ventos predominantes dos quadrantes que o afectam. Nestas circunstâncias as costas viradas a Norte são, no conjunto, mais abruptas, elevadas e contínuas, do que as voltadas a Sul.


Acontecimentos Geológicos
Porto Santo
Madeira
Início do vulcanismo
19 M.a. (?)
15 M.a (?) Miocénico
Fase de Transição
14-15 M.a.
Superior a 5,2 M.a. (?) 4,6 M.a.
Fim do Vulcanismo
10 M.a.
(0,5 -0,2) M.a.
Calcários
15 M.a.
5 M.a. (?)
Praias Levantadas
0,4 M.a.
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Eolianitos (areias fósseis)
(0,22 – 0,13) M.a.
(0,22 – 0,13) M.a.
Depósitos de Vertente e de Fajãs, Aluviões, Praias recentes, Caliços

(0,1 – o) M. a.

(0,1 – 0) M.a.

(Baseado em informação publicada no livro “A Geologia do Arquipélago da Madeira”, pág.111; de A.M. Galopim de Carvalho & Jsé M. Brandão. 1ª edição, 1991. Museu Nacional de História Natural)


Bibliografia:

Carvalho, A.M. G.; Brandão, J.M. (1991) “Geologia do Arquipélago da Madeira”. 1ª edição. Museu Nacional de História Natural.

“Geopaisagens vs Património Geológico do Arquipélago da Madeira”, Produção Madeira Rochas – Divulgação Científicas e Culturais

Fotos: Prof. Sílvio Jesus