As ascídias pertencem ao Phylum Chordata, que é o maior filo dos Deuterostômios, ou seja, de animais que possuem o orifício destinado à excreção dos alimentos originado no embrião de maneira independente do orifício destinado à absorção de alimentos. As ascídias constituem parte do sub-Phylum Urochordata, ou Tunicata. Este compreende as Classes Thaliacea, Larvacea e Ascidiacea, sendo que esta última responde por mais de 90% das espécies descritas para o sub-Phylum Urochordata.

São animais exclusivamente marinhos, sendo a grande maioria séssil (fixa no substrato marinho) e normalmente encontrada em profundidades de até 50 metros. No entanto, são conhecidas espécies que habitam a mais de 5000 metros de profundidade. A limitada ocorrência batimétrica das ascídias deve ser muito possivelmente conseqüência da limitada disponibilidade de substrato rígido para sua fixação. Distinguem-se em dois grandes grupos: solitárias e coloniais (ou compostas). As ascídias solitárias possuem organização corpórea distinta e individual; no caso das ascídias coloniais, porém, os elementos individuais, denominados zoóides, estão interligados entre si através da rede vascular e da túnica, ou por estolões, que são extensões dos zoóides. Estudos de biologia molecular confirmaram o fato de que as ascídias apresentam maior proximidade filogenética com os cordados do que com qualquer outra classe de invertebrados. Além disso, os Urochordata (Tunicata) devem muito provavelmente possuir um ancestral comum ao grupo dos vertebrados e cefalocordados.

As ascídias possuem uma túnica que reveste sua superfície externa como exoesqueleto, daí o nome do filo deste grupo de animais. Esta túnica é um tecido orgânico, responsável pela proteção e por processos de troca entre o corpo do animal e o meio ambiente. A túnica das ascídias é geralmente constituída por polissacarídeos os mais diversos, que possuem propriedades químicas e físico-químicas únicas.

Alimentam-se por filtração da água do mar. Após penetrar na abertura oral, a água é filtrada através da faringe que é alargada e perfurada, abrindo-se para o átrio, o qual abre-se para o exterior através do sifão atrial (ou cloaca). A corrente hídrica que é filtrada através da faringe surge pelo batimento dos cílios laterais nas margens das fendas branquiais. Algumas espécies, como a Phallusia nigra, são capazes de filtrar mais de 170 litros de água por dia através da faringe. O número e a forma das fendas branquiais, bem como o grau de dobramento e vascularização da parede faringiana, são adaptações para aumentar a área superficial desse órgão e assim promover a captura de alimentos e trocas gasosas mais eficazes. Como a organização das fendas branquiais é característica particular de cada espécie, suas características morfológicas servem de indicadores taxonômicos.

Todos os tunicados possuem um sistema sangüíneo-vascular bem desenvolvido, incluindo um coração e células sangüíneas de diversos tipos. Embora o sangue de ascídias frequentemente seja pigmentado (por exemplo, verde no caso de Phallusia nigra), aparentemente os pigmentos não estão associados com o transporte de oxigênio, o qual é transportado diretamente no plasma do animal. Uma característica única do fluxo sanguíneo em tunicados é a sua reversão periódica, que ocorre a cada 2 ou 3 minutos quando o batimento cessa momentaneamente e depois é retomado na direção oposta. A direção do fluxo sanguíneo nas ascídias explicaria a disposição em série dos vários tecidos consumidores de nutrientes e gases – intestino, gônadas, faringe e partes do sistema nervoso. Mudando a direção do fluxo periodicamente, os nutrientes são uniformemente distribuídos nos vários tecidos da ascídia. Além do mais, em sua faringe os fluxos sangüíneo e hídrico são sempre perpendiculares entre si, assegurando uma eficiente taxa de troca gasosa, independentemente da direção do fluxo sangüíneo. Diversos tipos de células são encontradas no sangue de ascídias: linfócitos, amebócitos fagocitários nutritivos, nefrócitos, fagócitos, células pigmentares e células vacuolares. Os linfócitos são formados no tecido conjuntivo e dão origem à outros tipos de células. Os amebócitos e os nefrócitos são em parte responsáveis pela digestão celular. Porém, as células morulares são as mais características células sanguíneas das ascídias, por concentrarem grande quantidade e diversos tipos de metais pesados, tais como ferro, vanádio, nióbio, tantálio e titânio, em concentrações por vezes superiores a 100.000 vezes a concentração desses metais na água do mar. A ascídia Ascidia gemmata, por exemplo, concentra vanádio em uma concentração 10⁷ vezes maior do que a concentração desse metal na água do mar.

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Embora ainda se desconheça a real função desses metais pesados para as ascídias, verificou-se que o vanádio atua como um potente agente redutor. No sangue das ascídias, o vanádio ocorre na forma de oxidação +3 numa extensão de mais de 95%, apenas estável em pH abaixo de 2. Nesse caso, observa-se que a manutenção do pH sangüíneo é decorrente da acumulação de ácido sulfúrico concentrado nas vesículas que contém vanádio. Os vanadócitos acumulam-se imediatamente abaixo da túnica, liberando seu conteúdo (Vn⁺³ e H₂SO₄) se a túnica é rompida por ação externa. Especula-se que o vanádio acumulado no sangue das ascídias possa servir no processo de polimerização dos polissacarídeos que forma a túnica, bem como na proteção de ascídias contra a predação ou infecção microbiana; no entanto, nenhuma dessas hipóteses foi verificada experimentalmente.

Mais interessante, porém, é o fato de diferentes autores terem isolado substâncias ricas em grupos fenólicos, sucetíveis de se quelarem com íons metálicos, como Fe⁺³ e V⁺³. Os tunicrômios de Phallusia nigra e de Molgula manhattensis foram as primeiras substâncias dessa classe a serem isoladas, para as quais se propôs duas possíveis funções fisiológicas: a) a “captura” de vanádio a partir da água do mar, e/ou; b) a formação de complexos com V⁺³, com o intuito desses se ligarem a oxigênio molecular, de tal forma que esse pudesse ser transportado para os diferentes tecidos desses animais, de maneira análoga à atuação do núcleo porfirínico na hemoglobina. Nenhuma dessas duas hipóteses foi confirmada, porém. Também foram isoladas quatro famílias de polipeptídeos do sangue das ascídias Ascidia ceratodes e M. manhattensis, as quais possuem uma alta porcentagem de 3,4-dihidroxifenilalanina (DOPA) e 3,4,5-trihidroxifenilalanina (TOPA). Para que pudessem ser isolados, as células sangüíneas de ambos animais tiveram que ser tratadas com solução 0.1M de ácido etilenodiaminotetraacético (EDTA), de maneira que esse atuasse como agente quelante de vanádio para que o material extraído não sofresse polimerização durante o processo de extração e purificação..

O sangue de ascídias também apresenta elementos celulares e bioquímicos com a capacidade de reconhecer e fagocitar elementos estranhos; por isso mesmo, especula-se que essas são provavelmente características de um protótipo de sistema imunológico.

Todas as ascídias possuem certo grau de regeneração, mas apenas as ascídias coloniais apresentam reprodução assexuada por brotamento. Porém, o processo de reprodução assexuada pode ser bastante complexo e variável, mais do que em qualquer outro grupo de metazoários. A maioria das ascídias possui uma expectativa de vida de 1 a 3 anos, embora as ascídias coloniais possam ter uma vida mais longa. Algumas espécies de ascídias apresentam pouca dispersão de suas larvas, o que poderia levar a uma baixa taxa de variabilidade genética para essas espécies.

Algumas espécies de ascídias possuem características fisiológicas ímpares. Por exemplo, Polysyncraton lacazei apresenta períodos de jejum, durante o qual o animal absorve partes do próprio corpo, promovendo rejuvenescimento e prolongamento da vida das colônias. Já a espécie Pseudodistoma novazelandiae apresenta uma variação no desenvolvimento das colônias que parece ser resultado de fatores atuantes intrínsecos à espécie, em detrimento de fatores exógenos. Essas características parecem indicar um alto grau de desenvolvimento evolutivo, já que constituem processos fisológicos complexos de pouco valor para a manutenção da espécie, porém mais voltado para a manutenção dos indivíduos.

Ascídias da Familia Didemnidae frequentemente apresentam associações com algas simbióticas dos gêneros Synechocystis e Prochloron no interior da túnica e do revestimento cloacal. Esses microorganismos também ocorrem em águas oceânicas da zona eufótica. Essas bactérias têm uma estrutura celular procariótica, mas com pigmentos fotossintéticos típicos de cianobactérias. Consequentemente, sugeriu-se que as bactérias do gênero Prochloron pudessem ser ancestrais formais de cloroplastos, mesmo que esta hipótese não tenha sido comprovada. As ascídias Lissoclinum punctatum e Trididemnum cyclops, por exemplo, acumulam bactérias do gênero Prochloron em diferentes tecidos. A larva de Lissoclinum patella apresenta associação com cianobactérias mesmo antes de se fixar no substrato onde a forma adulta irá se desenvolver. Outra ascídia, Didemnum molle, fixa-se em substrato pouco iluminado após seu período de existência livre natante. Após poucos dias, a colônia “migra” para substratos mais iluminados, quando então passa a estabelecer simbiose com cianofíceas e Prochloron sp.. Outras ascídias apresentam associações com cianobactérias no interior da túnica e até mesmo com macroalgas. Acredita-se que parte da energia acumulada durante a fotossíntese seja transferida desses simbiontes para o invertebrado, e por isso muitas ascídias desenvolvem-se apenas em águas rasas onde a luminosidade é suficiente para o processo de fotossíntese. Lewin and Cheng foram os pioneiros na descoberta de associações de Prochloron e cianofíceas com ascídias, e ressaltam a importância dessa descoberta para melhor se compreender mecanismos de evolução e adaptação desses animais, bem como a importância dessas associações para o metabolismo bioquímico das ascídias.

Toda esta história é para tentar explicar a foto abaixo, uma das ganhadoras do prêmio “Wildlife Photographer of the Year 2009”. Segundo a Profa. Rosana Moreira da Rocha, especialista em biologia de ascídias do Departamento de Zoologia da Universidade Federal do Paraná, esta foto é muito estranha. Parece que o fotógrafo obteve uma imagem do espaço entre a lâmina da faringe (horizontal na parte de cima da foto) e a parede do corpo (horizontal na parte de baixo) de uma ascídia. O que parece estranho é que a faringe não parecer ter uma estrutura organizada como de costume nas ascídias. O que parecem ser “troncos de árvores” são, na verdade, vasos sanguíneos que conectam a faringe à parede do corpo. Todavia, não são estes vasos que realizam a filtração de água do mar para a ascídia se alimentar (como dito no site original da foto). Apesar de várias espécies de ascídias do Pacífico apresentar simbiose com algas celulares do tipo Prochloron, estas ficam comumente alojadas na cloaca  e não na faringe das ascídias. Resta saber como a fotografia foi feita…

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