Questão de Biologia — Características das Bactérias — FGV 2024

Curva de crescimento bacteriano: fases e interpretação de gráficos

Gabarito: letra D. A fase 4, denominada fase de declínio (ou morte), não aparece no gráfico 2 porque, na ausência de fatores limitantes, a população bacteriana mantém crescimento exponencial indefinidamente — é a curva de potencial biótico, um modelo teórico. As demais alternativas erram ao descrever as fases da curva de crescimento ou ao interpretar a situação 2.

A curva de crescimento bacteriano em um sistema fechado (como um meio de cultura em laboratório) descreve a dinâmica populacional ao longo do tempo e é classicamente dividida em quatro fases principais. Compreender cada uma delas é essencial para interpretar gráficos como o da questão.

Fase Lag (adaptação): é o período inicial em que as bactérias se adaptam ao novo ambiente, sintetizando enzimas e metabólitos necessários para o crescimento. Não há aumento significativo no número de células, pois a população está se preparando para a divisão celular. A duração dessa fase varia conforme a espécie e as condições do meio.

Fase Log (exponencial): também chamada de fase exponencial ou logarítmica, é o período de crescimento máximo, em que as bactérias se dividem em ritmo constante e máximo, duplicando a população em intervalos regulares. Nessa fase, a taxa de crescimento é proporcional ao número de células presentes, resultando em um aumento exponencial. É a fase em que a população cresce mais rapidamente.

Fase Estacionária: ocorre quando a taxa de crescimento se iguala à taxa de mortalidade, ou seja, o número de novas células é equilibrado pelo número de células que morrem. Isso acontece devido ao esgotamento de nutrientes, acúmulo de produtos tóxicos do metabolismo e limitação de espaço. A população atinge a capacidade de suporte do ambiente (carga biótica máxima).

Fase de Declínio (morte): é o período em que a taxa de mortalidade supera a taxa de crescimento, resultando em diminuição do número de células viáveis. Isso ocorre devido ao esgotamento total dos nutrientes e ao acúmulo excessivo de resíduos tóxicos, tornando o ambiente inóspito para a sobrevivência bacteriana.

A situação 2 do gráfico representa um modelo teórico de crescimento populacional sem restrições ambientais, conhecido como curva de potencial biótico ou curva de crescimento exponencial. Nesse cenário, assume-se que não há fatores limitantes (como falta de nutrientes, espaço ou acúmulo de toxinas) e que a mortalidade é zero. Portanto, a população cresce indefinidamente em progressão geométrica, sem atingir a fase estacionária nem a fase de declínio. Esse modelo é puramente teórico, pois na natureza ou em sistemas fechados reais, os recursos são finitos e o crescimento sempre será limitado.

A situação 1 representa a curva de crescimento real em um sistema fechado, com todas as quatro fases: lag, log, estacionária e declínio. Essa é a curva típica observada em um cultivo bacteriano em laboratório, onde os nutrientes são consumidos e os resíduos se acumulam.

A pegadinha da questão está em associar corretamente cada fase do gráfico 1 e entender por que o gráfico 2 não apresenta as fases estacionária e de declínio. A alternativa correta (D) explica exatamente isso: a ausência da fase de declínio no gráfico 2 se deve à ausência de fatores limitantes, que permitiria o crescimento exponencial contínuo.

Alternativa A — ❌ Incorreta

A afirmativa diz que o repique bacteriano se faz necessário durante a fase 1 (fase Lag). O repique (ou subcultura) é a transferência de uma pequena amostra de bactérias para um novo meio de cultura, geralmente realizado para manter uma cultura em fase exponencial ou para iniciar um novo cultivo. Não é uma etapa obrigatória da fase Lag em si. A fase Lag é um período de adaptação metabólica, e o repique é uma técnica laboratorial que pode ser feita em qualquer fase, dependendo do objetivo. O erro está em afirmar que o repique é necessário especificamente durante a fase Lag, o que não é uma característica intrínseca dessa fase.

Alternativa B — ❌ Incorreta

A afirmativa diz que a fase 2 (fase Log) indica crescimento exponencial que se torna mais acentuado durante o período final. Na verdade, na fase Log, o crescimento exponencial é constante e máximo desde o início, com a população duplicando em intervalos regulares. A taxa de crescimento não se torna mais acentuada no final; ela é constante durante toda a fase exponencial. O erro está em afirmar que o crescimento se torna mais acentuado no período final, quando na realidade a taxa de crescimento é constante e máxima durante toda a fase Log.

Alternativa C — ❌ Incorreta

A afirmativa diz que a ausência da fase 4 (fase estacionária) na situação 2 indica que o crescimento bacteriano não obteve sucesso. Isso é incorreto. A ausência da fase estacionária no gráfico 2 não indica fracasso, mas sim que o crescimento está ocorrendo em condições ideais, sem fatores limitantes, mantendo o crescimento exponencial. A fase estacionária é uma consequência da limitação de recursos; sua ausência no modelo teórico indica crescimento contínuo e ilimitado, não falta de sucesso. O erro está em interpretar a ausência da fase estacionária como um sinal de insucesso, quando na verdade representa um crescimento exponencial contínuo.

Alternativa D — ✅ Correta ⟵ GABARITO

A afirmativa está correta ao afirmar que a fase 4 (fase de declínio) não ocorre no gráfico 2 porque a população de bactérias se encontra na ausência de fatores limitantes. No modelo teórico de potencial biótico, assume-se que não há restrições ambientais (como falta de nutrientes, espaço ou acúmulo de toxinas), e a mortalidade é zero. Portanto, a população cresce exponencialmente sem atingir a fase estacionária nem a fase de declínio. Essa é a explicação correta para a ausência da fase de declínio no gráfico 2.

Alternativa E — ❌ Incorreta

A afirmativa diz que a situação 1 demonstra a curva de crescimento teórico de uma população de bactérias em um ambiente extremo, como as Fossas das Marianas. Isso é incorreto. A situação 1 representa a curva de crescimento real em um sistema fechado, com todas as quatro fases (lag, log, estacionária e declínio), típica de um cultivo em laboratório. Não há relação com ambientes extremos como as Fossas das Marianas. O erro está em associar a curva de crescimento real a um ambiente extremo específico, quando na verdade ela representa o crescimento em condições limitadas de recursos, independentemente do ambiente.

Gabarito: letra D