Trocas gasosas nos animais

A aranha aquática, Argyroneta aquatica, é a única aranha que vive permanentemente debaixo de água, possuindo adaptações específicas para este modo de vida. Usando pequenos «pêlos» das patas e do abdómen, estas aranhas aprisionam bolhas de ar, que retiram da superfície da água, e constroem com seda uma membrana que permite o armazenamento do ar contido nas bolhas, constituindo um reservatório subaquático denominado sino de ar. A seda é produzida sob a forma de um líquido que contém uma proteína, a fibroína que, em contacto com o ar, solidifica. Estes sinos de ar apresentam múltiplas funções: proteção contra predadores terrestres, local de acasalamento, ninho seguro para os ovos e para os juvenis e local para devorar as presas. Uma questão que se colocou aos cientistas era se estes sinos de ar também permitiriam às aranhas respirarem, visto que a membrana sedosa permite a difusão passiva de gases. Para responder a esta questão e testar se as aranhas avaliam a qualidade do ar nos sinos, realizou-se um estudo em que se constituíram três grupos de aranhas, cujos sinos foram preenchidos por:

• oxigénio puro;

• dióxido de carbono puro;

• ar ambiente (como controlo).

As aranhas submetidas a dióxido de carbono puro reagiram mais intensamente do que as aranhas submetidas a oxigénio puro e a ar ambiente, emergindo mais frequentemente e construindo mais sinos de ar até que os níveis de oxigénio estivessem suficientemente elevados.

Schutz D., Taborsky M., Drapela T., Air bells of water spiders are an extended phenotype modified in response to gas composition, J. Exp. Zool, 2007 (adaptado)

O objetivo da experiência realizada foi

• determinar, em média, o número de ovos por cada postura.

• conhecer a morfologia da seda segregada por esta aranha aquática.

• identificar a relação entre a emersão e a construção de sinos de ar.

• identificar o papel dos sinos de ar na respiração das aranhas aquáticas.

A aranha aquática, Argyroneta aquatica, é a única aranha que vive permanentemente debaixo de água, possuindo adaptações específicas para este modo de vida. Usando pequenos «pêlos» das patas e do abdómen, estas aranhas aprisionam bolhas de ar, que retiram da superfície da água, e constroem com seda uma membrana que permite o armazenamento do ar contido nas bolhas, constituindo um reservatório subaquático denominado sino de ar. A seda é produzida sob a forma de um líquido que contém uma proteína, a fibroína que, em contacto com o ar, solidifica. Estes sinos de ar apresentam múltiplas funções: proteção contra predadores terrestres, local de acasalamento, ninho seguro para os ovos e para os juvenis e local para devorar as presas. Uma questão que se colocou aos cientistas era se estes sinos de ar também permitiriam às aranhas respirarem, visto que a membrana sedosa permite a difusão passiva de gases. Para responder a esta questão e testar se as aranhas avaliam a qualidade do ar nos sinos, realizou-se um estudo em que se constituíram três grupos de aranhas, cujos sinos foram preenchidos por:

• oxigénio puro;

• dióxido de carbono puro;

• ar ambiente (como controlo).

As aranhas submetidas a dióxido de carbono puro reagiram mais intensamente do que as aranhas submetidas a oxigénio puro e a ar ambiente, emergindo mais frequentemente e construindo mais sinos de ar até que os níveis de oxigénio estivessem suficientemente elevados.

Schutz D., Taborsky M., Drapela T., Air bells of water spiders are an extended phenotype modified in response to gas composition, J. Exp. Zool, 2007 (adaptado)

Na situação experimental descrita, as variáveis dependente e independente, em estudo, são, respetivamente

• a composição do ar nos sinos e a frequência de emersão.

• o tipo de ninho construído e o número de bolhas de ar aprisionadas.

• a frequência de emersão e a composição do ar nos sinos.

• o número de bolhas de ar aprisionadas e o tipo de ninho construído.

A aranha aquática, Argyroneta aquatica, é a única aranha que vive permanentemente debaixo de água, possuindo adaptações específicas para este modo de vida. Usando pequenos «pêlos» das patas e do abdómen, estas aranhas aprisionam bolhas de ar, que retiram da superfície da água, e constroem com seda uma membrana que permite o armazenamento do ar contido nas bolhas, constituindo um reservatório subaquático denominado sino de ar. A seda é produzida sob a forma de um líquido que contém uma proteína, a fibroína que, em contacto com o ar, solidifica. Estes sinos de ar apresentam múltiplas funções: proteção contra predadores terrestres, local de acasalamento, ninho seguro para os ovos e para os juvenis e local para devorar as presas. Uma questão que se colocou aos cientistas era se estes sinos de ar também permitiriam às aranhas respirarem, visto que a membrana sedosa permite a difusão passiva de gases. Para responder a esta questão e testar se as aranhas avaliam a qualidade do ar nos sinos, realizou-se um estudo em que se constituíram três grupos de aranhas, cujos sinos foram preenchidos por:

• oxigénio puro;

• dióxido de carbono puro;

• ar ambiente (como controlo).

As aranhas submetidas a dióxido de carbono puro reagiram mais intensamente do que as aranhas submetidas a oxigénio puro e a ar ambiente, emergindo mais frequentemente e construindo mais sinos de ar até que os níveis de oxigénio estivessem suficientemente elevados.

Schutz D., Taborsky M., Drapela T., Air bells of water spiders are an extended phenotype modified in response to gas composition, J. Exp. Zool, 2007 (adaptado)

Na aranha que tem o sino de ar preenchido por ar ambiente é de esperar que, enquanto estiver imersa,

• decresça o teor de oxigénio no interior do sino de ar, devido ao seu consumo na respiração aeróbia.

• aumente o teor de dióxido de carbono no interior do sino de ar, permitindo uma crescente produção de ATP.

• aumente o teor de oxigénio no interior do sino de ar, permitindo uma crescente produção de ATP.

• decresça o teor de dióxido de carbono no interior do sino de ar, devido ao seu consumo na respiração aeróbia.

A aranha aquática, Argyroneta aquatica, é a única aranha que vive permanentemente debaixo de água, possuindo adaptações específicas para este modo de vida. Usando pequenos «pêlos» das patas e do abdómen, estas aranhas aprisionam bolhas de ar, que retiram da superfície da água, e constroem com seda uma membrana que permite o armazenamento do ar contido nas bolhas, constituindo um reservatório subaquático denominado sino de ar. A seda é produzida sob a forma de um líquido que contém uma proteína, a fibroína que, em contacto com o ar, solidifica. Estes sinos de ar apresentam múltiplas funções: proteção contra predadores terrestres, local de acasalamento, ninho seguro para os ovos e para os juvenis e local para devorar as presas. Uma questão que se colocou aos cientistas era se estes sinos de ar também permitiriam às aranhas respirarem, visto que a membrana sedosa permite a difusão passiva de gases. Para responder a esta questão e testar se as aranhas avaliam a qualidade do ar nos sinos, realizou-se um estudo em que se constituíram três grupos de aranhas, cujos sinos foram preenchidos por:

• oxigénio puro;

• dióxido de carbono puro;

• ar ambiente (como controlo).

As aranhas submetidas a dióxido de carbono puro reagiram mais intensamente do que as aranhas submetidas a oxigénio puro e a ar ambiente, emergindo mais frequentemente e construindo mais sinos de ar até que os níveis de oxigénio estivessem suficientemente elevados.

Schutz D., Taborsky M., Drapela T., Air bells of water spiders are an extended phenotype modified in response to gas composition, J. Exp. Zool, 2007 (adaptado)

Com base nos resultados do estudo efetuado, pode supor-se que as aranhas aquáticas

• aumentam a frequência das trocas gasosas em ambientes saturados de oxigénio.

• detetam variações nos níveis de dióxido de carbono no interior dos sinos de ar.

• segregam mais fibroína quando submetidas a teores mais elevados de O₂ do que de CO₂.

• apresentam incapacidade de detetar a qualidade do ar no interior dos sinos.

Uma das características de uma superfície respiratória é a sua ________________, que garante a ________________ dos gases que a atravessam.

• pouca espessura (…) difusão direta

• elevada superfície (…) dissolução

• vascularização (…) difusão direta

• humidificação (…) dissolução

As letras A, B, C e D da figura 1 representam, respetivamente,

• dióxido de carbono, oxigénio, traquíola, traqueia.

• oxigénio, dióxido de carbono, traquíola, traqueia.

• dióxido de carbono, oxigénio, traqueia, traquíola.

• oxigénio, dióxido de carbono, traqueia, traquíola.

Na superfície respiratória representada, na figura 1, ocorre

• uma difusão direta e os gases respiratórios são transportados por um fluido circulante.

• uma difusão indireta e os gases respiratórios não são transportados por um fluido circulante.

• uma difusão direta e os gases respiratórios não são transportados num fluido circulante.

• uma difusão indireta e os gases respiratórios são transportados num fluido circulante.

Na figura 2 encontram-se representados dois gráficos, I e II, relativos ao movimento da água e do sangue numa superfície respiratória - as brânquias. O gráfico _____ corresponde ao mecanismo de contracorrente. Neste mecanismo, durante o trajeto do sangue, o gradiente de pressão parcial de oxigénio entre o sangue e a água __________.

• II (…) mantém-se.

• ) II (…) aumenta.

• I (…) aumenta.

• I (…) mantém-se.

Identifique as afirmações verdadeiras (V)

relativas às trocas gasosas nos animais.

• Nas Aves, para que o ar percorra todo o sistema respiratório, são necessários dois ciclos ventilatórios.

• Nos Répteis há mistura parcial de sangues no ventrículo.

• Na superfície respiratória da minhoca ocorre uma difusão indireta.

• Todas as superfícies respiratórias são altamente vascularizadas.

• Nos Anfíbios a principal superfície respiratória são os pulmões.

Milhares de pessoas sofrem de fibrose cística, uma doença também conhecida por mucoviscidose. Os portadores desta doença possuem problemas respiratórios severos em resultado da acumulação de um muco viscoso nos pulmões e em outros órgãos do corpo.

Nos órgãos afetados destes doentes, as membranas citoplasmáticas das células não possuem um componente-chave e, consequentemente, não funcionam normalmente. Nas membranas celulares existem canais que são importantes para o transporte de muitos tipos de moléculas. Em 1989, descobriu-se que a fibrose cística resultava da falta de um tipo específico de canal de natureza proteica, envolvido no transporte passivo de iões cloreto (Cl^-) para o meio extracelular. Esta proteína, conhecida como CFTR, é sintetizada nas células de indivíduos com fibrose, faltando-lhe, no entanto, um aminoácido num local-chave. Devido a esta pequena alteração na sua estrutura, a CFTR não se liga à membrana plasmática.

O fluxo de iões cloreto (Cl^-) nas células epiteliais, que revestem a superfície interna dos bronquíolos pulmonares, é essencial para produzir muco com a consistência adequada. Nos pacientes com fibrose cística, o cloreto não flui para o exterior, o que torna o muco menos fluido do que deveria ser, provocando a sua acumulação nos pulmões e causando uma série de sintomas e infeções.

Baseado em: N. Lents, Membranes II: Passive and Active Transporters, http://www.visionlearning.com/en/library/Biology/2/Membranes-II/204 [consultado em fevereiro de 2017]

A proteína _____ que forma o canal de cloro permite o transporte deste ião ____ gasto de energia.

• intrínseca (…) sem

• intrínseca (…) com

• extrínseca (…) sem

• extrínseca (…) com