Tardigrada

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Como ler uma caixa taxonómicaTardígrados
Ocorrência: Cretáceo–Recente
Hypsibius dujardini

Hypsibius dujardini
Classificação científica
Domínio: Eukaryota
Reino: Animalia
Superfilo: Panarthropoda
Filo: Tardigrada
Spallanzani, 1777
Classes
Heterotardigrada

Mesotardigrada
Eutardigrada

Tardigrada (do latim: tardus, lento + gradus, passo) é um filo de pequenos animais segmentados, relacionados com os artrópodes. Popularmente são conhecidos como ursos-d'água ou como tardígrados, um aportuguesamento derivado do nome do filo. Foram descritos pela primeira vez por J.A.E. Goeze em 1773. O nome Tardigrada foi dado por Spallanzani em 1776. São em maioria fitófagos, mas alguns são predadores, como o Milnesium tardigradum.

Muito resistentes, os tardígrados podem sobreviver a temperaturas variando desde pouco mais do que o zero absoluto até os 150 °C,[1] , a pressões de 6 mil atmosferas e 5 000 Gy de radiação, cerca de 1000 vezes mais que um ser humano pode suportar.[2]

Em 2007 vários espécimes pertencentes a duas espécies de tardígrados foram enviados ao espaço por cientistas, onde foram expostos não apenas ao vácuo do espaço, onde é impossível respirar, mas também a níveis de radiação capazes de incinerar um ser humano. De volta ao planeta Terra, um terço deles ainda estava vivo, tornando-se assim os únicos animais nativos do planeta Terra capazes de sobreviver às condições do espaço extraterrestre sem a ajuda de equipamentos de que se tem conhecimento. Além do mais, 10 % dos sobreviventes foram capazes de reproduzir-se com sucesso, produzindo ovos que eclodiram normalmente.[3] [4] [5] Em maio de 2011, estudos sobre os tardígrados foram incluídos na missão STS-134 do ônibus espacial Endeavour, em seu último voo ao espaço.[6] [7]

Vivem por poucas semanas, mas por terem elaborado uma estratégia de dormência completa, na qual encolhem-se e desidratam-se, desligando todos os seus sistemas e processos biológicos, podem sobreviver por muitos anos quando encontram condições ambientais que não suportam a vida animal, permanecendo em um estado criptobiótico. É neste estado que conseguem suportar condições ambientais extremas e posteriormente "voltam à vida" ao se reidratarem novamente.

Anatomia[editar | editar código-fonte]

Tardígrados têm corpos cilíndricos com quatro pares de pernas atarracadas. A maioria tem entre 0,3 e 0,5 milímetro de comprimento, mas a maior espécie pode alcançar 1,2 milímetro. O corpo tem quatro segmentos (sem contar a cabeça), quatro pares de pernas sem articulações, e quatro patas com quatro a oito garras em cada. A carapaça contém quitina e é trocada periodicamente.

Tardígrados são eutélicos, com todos os tardígrados adultos tendo o mesmo número de células. Algumas espécies têm até cerca de 40000 células nos adultos, enquanto outras têm bem menos.[8] [9]

A cavidade corporal consite de uma hemocele, mas a única parte com uma celoma real é encontra ao redor das gônadas. Não há órgãos respiratórios, com a troca gasosa ocorrendo ao longo de todo o corpo. Alguns tardígrados têm três glândulas tubulares associadas ao reto; estas podem ser órgãos excretores similares aos túbulos de Malpighi dos artrópodes, mas os detalhes permanecem um mistério.[10]

A boca tubular tem dois estiletes, que são usados para perfurar as células de plantas, algas ou pequenos invertebrados dos quais os tardígrados se alimentam, liberando os fluídos corporais ou conteúdo celular. A boca abre em uma faringe muscular e trirradial. Os estiletes se perdem quando o animal troca de pele, e um novo par é secretado de glândulas que ficam em cada lado da boca. A faringe consiste de um esôfago curto, que se conecta a um intestino que ocupa a maior parte do comprimento do corpo. Algumas espécies só defecam quando trocam de pele, deixando as fezes para trás com a carapaça abandonada.[10]

O cérebro tem múltiplos lobos, a maioria consistindo de três agrupamentos de neurônios pareados bilateralmente[11] . O cérebro é ligado a um grande gânglio abaixo do esôfago, do qual um cordão nervoso ventral duplo que percorre o comprimento do corpo. O cordão possui um gânglio por segmento corporal, cada um produzindo fibras nervosas laterais que se estendem até os membros. Muitas espécies possuem um par de olhos do tipo rabdomérico, e há numerosas cerdas sensoriais na cabeça e no corpo.[12]

Fisiologia[editar | editar código-fonte]

Cientistas têm relatado a presença de tardígrados em fontes termais, no topo do Himalaia, sob camadas de gelo sólido e no leito dos oceanos. Algumas espécies podem ser encontradas em ambientes mais amenos, como lagos e campos, enquanto outras podem ser encontradas em paredões rochosos e até mesmo em telhados. Tardígrados são mais comuns em ambientes úmidos, mas podem permanecer ativos onde quer que consigam reter alguma umidade.

Tardígrados são um dos poucos grupos de espécies capazes de suspender seu metabolismo de maneira reversível e entrar em um estado de criptobiose. Várias espécies sobrevivem regularmente em um estado desidratado por quase 10 anos. Dependendo do ambiente, eles podem entrar nesse estado através de anidrobiose, criobiose, osmobiose ou anoxibiose. Enquanto estão neste estado, seu metabolismo é reduzido a menos que 0,01% do normal, e a quantidade de água em seus corpos pode cair a até 1% do normal. Sua habilidade de permanecer dessecado por longos períodos de tempo depende amplamente de altos níveis do dissacarídeo irredutível trealose, que protege suas membranas. Neste estado criptobiótico, os tardígrados são chamados de tonel.[13]

Os tardígrados são conhecidos por suportar os seguintes extremos enquanto neste estado:

  • Temperatura - tardígrados podem sobreviver alguns minutos sendo aquecidos a 151 ºC, [14] , alguns dias sendo resfriados a -200 °C (73 K),[14] ou por alguns minutos a -272 °C (aproximadamente 1 grau celsius acima do zero absoluto).[4]
  • Pressão – podem suportar exposição ao vácuo e também pressões altíssimas, na ordem de mais de 1200 atmosferas. Tardígrados podem sobreviver ao vácuo do espaço e radiação solar, combinados, por pelo menos 10 dias.[4] Algumas espécies podem suportar uma pressão de até 6000 atmosferas, o que equivale a aproximadamente seis vezes a pressão da água na mais profunda fenda oceânica, a Fossa das Marianas.[8]
  • Desidratação – tardígrados podem sobreviver quase 10 anos em um estado dessecado.[15] Quando expostos a temperaturas extremamente baixas, a quantidade de água em seus organismos vai de 85% a apenas 3%. Como a água expande ao ser congelada, a desidratação assegura que os tardígrados não se fragmentem pela água em congelamento.[16]
  • Radiação – tardígrados podem suportar doses letais de 5000 Gy (de raios-gama) e 6200 Gy (de íons pesados), apenas 5 a 10 Gy podem ser fatais para seres humanos.[17] A única explicação até agora para esta habilidade é que a quantidade reduzida de água fornece menos reagentes para a radiação ionizante.[18]
  • Espaço sideral – Em setembro de 2007, tardígrados foram levados até a órbita terrestre baixa na missão FOTON-M3 e foram expostos por 10 dias ao vácuo do espaço. Após serem reidratados na Terra, mais de 68% dos espécimes protegidos da radiação UV de alta-energia sobreviveram e muitos destes produziram embriões saudáveis, e alguns sobreviveram à exposição plena à radiação solar.[4] [19] Em maio de 2011, tardígrados foram enviados ao espaço junto a outros extremófilos na missão STS-134, o último voo do ônibus espacial Endeavour.[20] [21] [22] Em novembro de 2011, eles estavam entre os organismo que seriam enviados pela Sociedade Planetária na missão russa Fobos-Grunt, como parte do projeto LIFE (Living Interplanetary Flight Experiment, ou "Experimento Vivo Interplanetário"), para Phobos; porém, o lançamento foi mal-sucedido.

Genoma[editar | editar código-fonte]

O genoma dos tardígrados varia em tamanho, indo de aproximadamente 75 a 800 pares de megabases de DNA.[23] O genoma de uma espécie de tardígrado, Hypsibius dujardini, está sendo sequenciado no Broad Institute.[24] Hypsibius dujardini tem um genoma compacto e um tempo de geração de duas semanas e pode ser cultivado indefinidamente e criopreservado.[25]

Referências

  1. Idan Ben-Barack "The Invisible Kingdom" Basic Books 2009 / páginas 32-33
  2. Radiation tolerance in the tardigrade Milnesium tardigradum
  3. Hardiest animals in outer space (em inglês). Guinness World Records (2007). Página visitada em 26 de dezembro de 2012.
  4. a b c d Jönsson, K. Ingemar. (2008-09-09). "Tardigrades survive exposure to space in low Earth orbit". Current Biology 18 (17): R729–R731 pp.. DOI:10.1016/j.cub.2008.06.048. PMID 18786368.
  5. Tardigrades: Water bears in space. BBC. Página visitada em 12/06/2011.
  6. NASA Staff (2011-05-17). BIOKon In Space (BIOKIS). NASA. Página visitada em 2011-05-24.
  7. Brennard, Emma (2011-05-17). Tardigrades: Water bears in space. BBC. Página visitada em 2011-05-24.
  8. a b Seki, Kunihiro. (1998-10-29). "Preserving tardigrades under pressure". Nature 395 (6705): 853–854 pp.. DOI:10.1038/27576.
  9. Ian M. Kinchin (1994) The Biology of Tardigrades, Ashgate Publishing
  10. a b Barnes, Robert D.. Invertebrate Zoology. [S.l.]: Holt-Saunders International. ISBN 0-03-056747-5
  11. Juliane Zantke, Carsten Wolff, Gerhard Scholtz. (2008). "Three-dimensional reconstruction of the central nervous system of Macrobiotus hufelandi (Eutardigrada, Parachela): implications for the phylogenetic position of Tardigrada". ZOOMORPHOLOGY 127 (1): 21-26 pp.. DOI:10.1007/s00435-007-0045-1.
  12. doi:10.1016/j.asd.2007.06.003
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  13. Piper, Ross (2007), Extraordinary Animals: An Encyclopedia of Curious and Unusual Animals, Greenwood Press.
  14. a b Horikawa, Daiki D.. In: Alexander V. Altenbach, Joan M. Bernhard & Joseph Seckbach. Anoxia Evidence for Eukaryote Survival and Paleontological Strategies.. 21 ed. Netherlands: Springer Netherlands, 2012. 205–217 pp. ISBN 978-94-007-1895-1 Página visitada em 21 January 2012.
  15. Guidetti, R. & Jönsson, K.I.. (2002). "Long-term anhydrobiotic survival in semi-terrestrial micrometazoans". Journal of Zoology 257 (2): 181–187 pp.. DOI:10.1017/S095283690200078X.
  16. Michael Kent (2000), Advanced Biology, Oxford University Press.
  17. Horikawa DD, Sakashita T, Katagiri C, Watanabe M, Kikawada T, Nakahara Y, Hamada N, Wada S, Funayama T, Higashi S, Kobayashi Y, Okuda T, Kuwabara M.. (2006). "Radiation tolerance in the tardigrade Milnesium tardigradum". International Journal of Radiation Biology 82 (12): 843–8 pp.. DOI:10.1080/09553000600972956. PMID 17178624.
  18. Horikawa, Daiki D.; Sakashita, Tetsuya, Katagiri, Chihiro, Watanabe, Masahiko, Kikawada, Takahiro, Nakahara, Yuichi, Hamada, Nobuyuki, Wada, Seiichi, Funayama, Tomoo, Higashi, Seigo, Kobayashi, Yasuhiko, Okuda, Takashi, Kuwabara, Mikinori. (1 January 2006). "Radiation tolerance in the tardigrade". International Journal of Radiation Biology 82 (12): 843–848 pp.. DOI:10.1080/09553000600972956. PMID 17178624.
  19. Courtland, Rachel. "'Water bears' are first animal to survive space vacuum", New Scientist, 2008-09-08. Página visitada em 2011-05-22.
  20. NASA Staff (2011-05-17). BIOKon In Space (BIOKIS). NASA. Página visitada em 2011-05-24.
  21. Brennard, Emma (2011-05-17). Tardigrades: Water bears in space. BBC. Página visitada em 2011-05-24.
  22. Tardigrades: Water bears in space. BBC Nature (2011-05-17).
  23. Genome Size of Tardigrades.
  24. Entrez. Genome Projects for Hypsibius dujardini.
  25. Gabriel, W. et al.. (2007). "The tardigrade Hypsibius dujardini, a new model for studying the evolution of development". Developmental Biology 312 (2): 545–559 pp.. DOI:10.1016/j.ydbio.2007.09.055. PMID 17996863.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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