Ciclo de vida: unidade e diversidade

Todos os organismos com reprodução sexuada têm ciclos de vida. O ciclo de vida de um organismo é o conjunto de transformações que experimenta desde o seu nascimento até à produção da sua própria descendência.

Nos ciclos de vida de diferentes organismos, alternam os processos de meiose e fecundação. O número de cromossomas da espécie é reduzido para metade pela meiose e é restabelecido pela fecundação. Verifica-se uma alteração de fases nucleares, com uma fase haplóide (n) e uma fase diplóide (2n). Existem três tipos de ciclos de vida:

A-Ciclo de vida haplonte;

B-Ciclo de vida diplonte;

C-Ciclo de vida haplodiplonte.

Ciclo de vida haplonte:

Os gâmetas haplóides fundem-se e originam o zigoto, o qual sofre meiose e dá origem a células que, por divisões mitóticas sucessivas, formam um organismo adulto multicelular haplóide que produz gâmetas por mitose. A única estrutura diplóide é o zigoto e a meiose é pós-zigótica.

Ciclo de vida diplonte:

Os gâmetas são as únicas células haplóides. A meiose ocorre antes da formação dos gâmetas, os quais não sofrem mais alterações até à fecundação. A meiose é, por isso, pré-gamética. O zigoto é diplóide e origina, por mitose, todas as células somáticas do organismo.

Ciclo de vida haplodiplonte:

Verifica-se uma alternância de gerações, marcada por estádios multicelulares haplóides e diplóides. A geração diplóide chama-se esporófito e produz esporos haplóides por meiose. A meiose é, por isso, pré-espórica. Os esporos germinam, dividem-se por mitose e originam uma geração haplóide, o gametófito. O gametófito produz gâmetas por mitose. Da união dos gâmetas resulta um zigoto diplóide, que sofre mitoses e se desenvolve no esporófito.

Diversidade de estratégias na reprodução sexuada

Reprodução sexuada nos animais

Nos animais, as estrutura onde se produzem gâmetas designa-se por gónadas, havendo testículos, onde se formam espermatozóides, e os ovários, onde são produzidos óvulos. Há animais em que os testículos e os ovários se encontram no mesmo indivíduo, sendo designados por animais hermafroditas. Em muitos casos, porém, os sexos estão separados e os animais dizem-se unissexuados.

No caso dos organismos que vivem isolados, como a ténia, verifica-se autofecundação, isto é, a fecundação efectua-se entre gâmetas produzidos pelo mesmo indivíduo, tratando-se de um caso de hermafroditismo suficiente, sendo da maior importância para a continuidade da espécie.

Quando a fecundação ocorre entre espermatozóides e óvulos produzidos em indivíduos diferentes, como acontece com a minhoca e o caracol, entre outros. São casos de hermafroditismo insuficiente.

Nos animais em que ocorre unissexualismo, a união de espermatozóides com óvulos efectua-se de diversos modos, dependendo do meio onde vivem. Existem dois tipos de fecundação: fecundação externa e fecundação interna.

-Fecundação externa-efectua-se em meio líquido e sucede na maioria das espécies aquáticas, como peixes, ou em seres vivos que procuram a água para a reprodução, como a rã. Os machos e as fêmeas lançam os gâmetas para o meio aquático, onde os óvulos são fecundados pelos espermatozóides.

-Fecundação interna-efectua-se no interior do organismo da fêmea. O macho deposita os espermatozóides no interior do sistema reprodutor da fêmea, onde ocorre a fecundação. Este tipo de fecundação é fundamental nos seres terrestres, uma vez que os gâmetas não suportam a dessecação que se verifica em meio terrestre.

A aproximação dos parceiros sexuais na época da reprodução favorece a fecundação.

Na maioria das espécies, é o macho que, pelo seu comportamento, procura atrair a fêmea, realizando um complexo ritual, que constitui a parada nupcial.

Reprodução sexuada nas plantas

Nas plantas, as estruturas onde são formados os gâmetas desigam-se por gametângios, havendo gametângios masculinos que produzem gâmetas masculinos e gametângios femininos que produzem gâmetas femininos.

Existe uma grande variedade de flores que se distinguem pela sua posição na planta, pelas dimensões, pela forma e pela coloração das pétalas.

Os orgãos reprodutores masculinos são os estames e os orgãos reprodutores femininos são os carpelos.

Os grãos de pólen produzidos nas anteras e os óvulos existentes no interior dos ovários são os intervenientes na reprodução das plantas com flor. Para que ocorra a reprodução é necessário que se verifique a polinização, isto é, que haja tansporte de grãos de pólen para os orgãos femininos da mesma flor, polonização directa, ou para os carpelos de flores pertencentes a outras plantas da mesma espécie, polonização cruzada. Diversos agentes, como aves, insectos ou o vento, proporcionam a polinização.

Desenvolvimento de um fruto:

O tubo polínico, graças às substâncias nutritivas do estigma, cresce, ao longo do estilete, penetrando no ovário. Aí, o tubo polínico penetra num óvulo e os gâmetas masculinos formados no tubo polínico e os gâmetas femininos contidos nos óvulos entram em contacto e congungam-se. Após a fecundação forma-se o ovo, que se desenvolve dando origem a um embrião.

Os óvulos, após a fecundação, originam as sementes. As parede do ovário desenvolvem-se, muitas vezes, em conjunto com outras peças florais, formando o pericarpo, que envolve as semntes. O conjunto do pericarpo e da semente ou das sementes constitui o fruto. Quando maduro, o pericarpo pode conter substâncias nutritivas e designa-se por fruto carnudo, ou acaba por desidratar, formando um fruto seco. As estruturas que envolvem as semntes podem facilotar a sua disoersão por áreas por vezes distantes das plantas originadas.

Variabilidade genética

Na reprodução sexuada, a meiose e a fecundação asseguram a manutenção do número de cromossomas, de uma epécie de geração em geração. Esses dois processos contribuem para a variabilidade genética entre dois indivíduos da mesma espécie, pois cada ovo e, portanto, cada indivíduo adulto que surge após o respectivo desenvolvimento embrionário apresenta uma mistura de genes paternos e maternos. Desse modo, os descendentes são semelhantes, mas não iguais.

As quatro células haplóides resultantes de uma meiose, apesar de apresentaren o mesmo número de cromossomas, não possuem entre si a mesma informação genética. Durante a anáfase I, os diferentes pares de cromossomas homólogos separam-se independentemente uns dos outros, de modo que diversas combinações de cromossomas de origem materna e paterna podem ocorrer. A separação dos cromossomas ao acaso dirigida para cada pólo da célula contribui para a varição genética das células resultantes da meiose.

A fómula que permite determinar o número possível de combinações é: 2 elevado a n. Aplicando esta fórmula, o número de tipos de gâmetas no Homem é 8, 4 milhões.

O número de combinações genéticas é ainda mais elevado devido ao fenómeno de crossing over que ocorre na prófase I.

A troca de segmentos entre cromatídeos não irmãos de cromossomas homólogos permite novas combinações de genes paternos e maternos no mesmo cromossoma. Consequentemente, a descendência pode receber, no mesmo cromossoma, associações de genes que nunca tinham ocorrido.

O número de possibilidades diferentes de combinações genéticas possíveis no ovo humano, quando ocorre uma fecundação, não considerando os fenómenos de crossing over é 64.000000000000.

Então conclui-se que a variabilidade genética deve-se à meiose e á fecundação:

- à meiose porque a separação dos cromossomas homólogos se efectua ao acaso e também devido ao fenómeno de crossing over;

-à fecundação porque ocorre da união ao acaso de gâmetas com informação genética diferente.

Mitose e meiose-aspectos comparativos

Nos processos de reprodução, a divisão celular é fundamental. A mitose permite a formação de

células geneticamente idênticas à célula parental; a meiose ocorre na reprodução sexuada, permintindo a formação de células haplóides. Em ambasas divisões nucleares, mitose e meiose, o DNA replica uma só vez na interfase, que antecede o início do processo.

Fica aqui um quadro das comparações entre a mitose e a meiose:





















Para descontrair, fica aqui um video engraçado sobre as fases da mitose:

Notícias

Técnica une DNA de duas mulheres para evitar doenças congênitas

No mês em que a reprodução assistida completa 30 anos, uma técnica polêmica é divulgada pela comunidade científica. Pesquisadores da Universidade de Newcastle, na Grã-Bretanha, desenvolveram uma técnica que mistura o DNA de duas mulheres para evitar doenças congênitas no bebê. A experiência, realizada com animais, chama-se transferência nuclear. Antes de explicar o procedimento, é preciso explicar por que ele é feito. Existem algumas doenças genéticas que podem ser herdadas no universo relacionado ao DNA mitocondrial, aquele que fica fora do núcleo da célula. Essas doenças, como a Síndrome de Leigh, que causa paralisia em algumas ações do organismo, como a deglutição, são uma herança materna, por isso a experiência em fêmeas. Nessa técnica, retira-se o núcleo da célula da mulher que quer engravidar e transfere-o para o óvulo de uma outra mulher. Em uma tradução simplista, é uma mudança de casa. Depois, faz-se a inseminação artificial e acrescenta-se o DNA do marido.
Na prática, são três heranças genéticas para essa criança: da mãe, da doadora e do pai. “Cerca de 90% das nossas características estão no núcleo da célula. As outras, localizadas no DNA mitocondrial (no caso, da doadora), são responsáveis pelo funcionamento das células, como metabolismo e respiração celular”, diz Pericles Hassun Filho, especialista em Diagnóstico Genético Pré-implantacional, diretor-presidente da Genesis Genetic do Brasil e colaborador da Huntington medicina reprodutiva. Além de levantar implicações éticas, por se tratar de um indivíduo com herança genética de três pessoas, a técnica não rendeu resultados tão promissores. “Não passa de 5% a eficiência desse método. Foi relatada uma série de anomalias congênitas, a taxa de desenvolvimento é baixa. É praticamente inviável”, afirma.

Japoneses conseguem clonar camundongo congelado há 16 anos

Se uma clonagem qualquer já tem um pouco cara de ficção científica, o que dizer do último feito de cientistas japoneses? Eles conseguiram clonar camundongos que estavam congelados havia 16 anos. O sucesso já anima os pesquisadores, que começam a ver mais chances de "ressuscitar" espécies extintas. O sucesso é especialmente notável se levarmos em conta as condições dos camundongos. Nenhuma substância protetora foi usada no processo de congelamento, de forma que as células dos bichos foram bem esbodegadas. Eles passaram 16 anos assim, a -20 graus Celsius, até serem resgatados para a pesquisa. Os japoneses, liderados por Teruhiko Wakayama, do Centro de Biologia de Desenvolvimento da Riken, em Kobe, procuraram núcleos celulares que parecessem menos estragados para tentar a clonagem, com duas linhagens de camundongos. Acabaram descobrindo, no processo, que as células cerebrais são as mais aptas para esforços do tipo. Aí foi usar técnicas tradicionais de clonagem: pegar um óvulo de camundongo, extrair o núcleo, introduzir o núcleo do bicho congelado e dar um choquinho, para fazer com que a célula recém-transformada em zigoto começasse a se multiplicar.

O resultado, com uma das linhagens, foi estupendo. Além de conseguir derivar células-tronco embrionárias, os cientistas conseguiram implantar alguns embriões clonados em fêmeas vivas, que serviram como barriga de aluguel. Após 19 dias, uma cesariana e uma ninhada de clones. Desse modo, eles conseguiram obter oito animais com material genético idêntico ao de um dos camundongos congelados. Da outra linhagem, só foi possível extrair células-tronco embrionárias, mas nenhuma gravidez chegou a termo. Especula-se que a razão seja não pelo congelamento dos bichos, mas pelas características da própria linhagem congelada, que havia sido fruto de cruzamento consangüíneo. (Os cientistas destacam que nenhum bicho nessas condições foi clonado até hoje, mesmo sem passar por congelamento.)

Sexo tem vantagens evolutivas

"A maioria dos seres vivos precisa de um parceiro para se reproduzir, mas os benefícios da reprodução sexual ainda intrigam os cientistasPara que serve o sexo? “É uma forma de “limpar” o genoma”, explica o biólogo português Ricardo Azevedo, da Universidade de Houston (EUA), resumindo as conclusões de um estudo sobre reprodução sexual que hoje publica na revista Nature. A investigação comprova a existência de vantagens do sexo como forma de reprodução e revela que este conduz a uma maior robustez genética, ao mesmo tempo que favorece a sobrevivência e reprodução dos mais aptos. A razão pela qual o sexo surgiu e se tem mantido como sistema de reprodução da maioria dos seres vivos intriga muitos biólogos. A questão, explica Ricardo Azevedo, é que o sexo reprodutivo tem aparentemente muitas desvantagens face à reprodução assexuada: “A taxa de reprodução per capita de uma população assexuada composta inteiramente por fêmeas é o dobro da de uma população sexuada composta por machos e fêmeas”, exemplifica. Por outro lado, a procura de um parceiro sexual implica desperdício de tempo e energia. Há indivíduos que nunca se conseguem reproduzir, além do perigo das doenças sexualmente transmissíveis. Os cientistas tinham já apontado várias hipóteses para as vantagens evolutivas de combinar o património genético do macho e da fêmea. O estudo de Ricardo Azevedo foi, contudo, o primeiro a comprovar uma teoria segundo a qual o sexoorigina uma maior resistência a mutações genéticas. “A nossa primeira conclusão éque a reprodução sexuada selecciona para uma maior robustez genética. Isto nunca havia sido testado.” Para além disso, a investigação foi pioneira ao associar à robustez genética o fenómeno de epistasia negativa, que se caracteriza pela acumulação de mutações desfavoráveis num indivíduo. A acumulação destas mutações (a que os biólogos chamam deletérias) dá origem a indivíduos de património genético mais fraco, com menos possibilidades de sobrevivência e de reprodução. O estudo, concebido pelo cientista português e pela investigadora Christina Burch, da Universidade da Carolina do Norte, recorreu a modelos computacionais. “A intenção era usar um sistema genético simples, mas bem conhecido, com tempo de geração rápido. Infelizmente, não há um sistema experimental vivo com estas características ao nosso dispor”, esclarece Ricardo Azevedo. A opção acabou por ser uma abordagem completamente informática.”Com a rapidez dos computadores actuais foi possível simular experiências que são a inveja de qualquer experimentalista.”Público (Quinta, 2 de Março de 2006)

Poluição transtorna função sexual de animais aquáticos

presença nas águas superficiais de substâncias perturbadoras da função endócrina é um problema emergente a nível das águas europeias. Vários países referem mesmo a existência de casos de transtorno da função sexual de animais aquáticos. Surgem inclusive casos de mudança de sexo. Estes dados são avançados num relatório da Agência Europeia de Ambiente dedicado aos recursos hídricos do continente.

Classificação de seres vivos

Aristóteles era um sábio grego que viveu no século IV a.C. Este sábio fez uma das primeiras classificações dos seres vivos. Ele separava os animais "sem sangue" dos "com sangue". As plantas eram agrupadas em 3 categorias: árvores, arbustos e ervas.

A importância da classificação biológica é facilitar a compreensão da enorme variedade de seres vivos existentes.
Tanto no exemplo das moedas como na classificação de Aristóteles o que há em comum?
A escolha de critérios. A ideia então, é o estabelecimento de critérios que acrescentem algo sobre o grupo classificado.
A classificação dos seres vivos, como se faz actuamente, tenta agrupá-los de acordo com o maior número possível de semelhanças.
O sistema binomial de Lineu. Muito tempo depois de Aristóteles, o naturalista sueco Lineu (na verdade seu nome era Karl von Linné) elaborou um detalhado sistema de classificação dos seres vivos.
O trabalho de Lineu, denominado Systema naturae (do latim Sistema natural), foi publicado pela primeira vez em 1735. Naquela época havia urgente necessidade de um sistema classificatório que pusesse ordem no grande número de seres que estavam sendo descritos pelos naturalistas, em consequência de viagens a terras desconhecidas.

Lineu partiu do pressuposto que elementos parecidos se reunia num grupo chamado género. Cães e lobos, por exemplo, são muito parecidos, assim foram reunidos no género denominado Canis.
Quando Lineu agrupava os seres vivos em géneros ele também já estava assumindo que estes seres tinham peculiaridades que os fazia diferentes apesar das semelhanças, assim, cães e lobos eram agrupados no mesmo género mas eram considerados de espécies diferentes. No exemplo do cão e do lobo: o cão doméstico foi denominado Canis familiaris e o lobo foi denominado Canis lupus.
Ao final, o nome dado por Lineu a uma espécie era composto por duas palavras, por isto chamado binomial.
O sistema binomial inventado por Lineu e empregado até hoje, tem a vantagem de mostrar, já no próprio nome do ser vivo, sua semelhança com outros que pertençam ao mesmo género.

Reprodução

Os organismos vivos originam organismos semelhantes, pelo processo de reprodução. Os progenitores transmitem aos descendentes informação codoficada sob a forma de unidades de hereditariedade, os genes.
Apesar da variedade de processos de reprodução encontrados nos seres vivos, podem considerar-se dois tipos fundamentais: A reprodução assexuada e a reprodução sexuada.

Reprodução assexuada:
Na reprodução asexuada, o progenitor é um único indivíduo, que transmite cópias de todos os seus genes à geração seguinte. Neste tipo de reprodução, a descendência é geneticamente igual entre si e geneticamente igual ao organismo progenitor. Um descendente com estas caracteristicas é um clone. Estes processos reprodutivos são diferentes da clonagem. O principal processo envolvido na formação de novos organismos é a mitose.

Existem vários processos de reprodução assexuada, que se pode verificar nesta tabela:



A reprodução assexuada tem as seguintes vantagens...
-possibilita que organismos isolados originem descendência, sem necessidade de parceiro.
-origina uma descendência numerosa, num curto espaço de tempo, o que permite a colonização rápida de um habitat.
-perpetua, de forma precisa, organismos bem adaptados a ambientes favoráveis e estáveis.


...e desvantagens:
-pouca diversidade de espécies, não favorecendo a evolução das espécies, tendo como uma difícil adaptação dos novos indivíduos ao meio como consequência.




Reprodução sexuada:

A reprodução sexuada mistura parte dos genomas de dois indivíduos e produz uma descendência que, geralmente, difere geneticamente entre si e difere de ambos os progenitores. A mistura de genomas é onseguida pela fusão de duas células, os gâmetas. A fusão dos gâmetas designa-se fecundação. Da fecundação resulta o ovo, ou zigoto.



O gâmetas são células haplóides, isto é, possuem metade do número de cromossomas caraterístico da espécie. O número haplóide de cromossomas de um organismo ou de uma espéci refere-se com n.


A fecundação restabelece o número de cromossomas da espécie e, ao misturar os cromossomas dos dois gâmetas, mistura a informação genética dos dois progenitores. O zigoto é uma célula diplóide, 2n, assim como todas as células que dele resultem por mitose.


A meiose é um tipo especial de divisão celular que reduz para metade o número de crromossomas das células. É através da meiose que uma célula diplóide origina células haplóides. Os gâmetas formam-se através deste processo.


Meiose
A meiose é preceida pela replicação do DNA dos cromossomas. A esta replicação seguem-se duas divisões consecutivas. A primeira divisão chama-se divisão reducional, ou meiose I, e a sugunda divisão designa-se divisão equacional, ou meiose II. Estas divisões originam a formação de quatro células diferentes entre si, cada uma das quais com metade do número de cromossomas da célula inicial.

















Antes do início da meiose I as células passam por um processo semelhante ao que ocorre durante a intérfase das células somáticas. Os núcleos passam pelo intervalo G1, que precede o período de síntese de DNA, período S, quando o teor de DNA é duplicado, e pelo intervalo G2.


É na divisão I da meiose que ocorre a passagem para metade no número de cromossomas, daí a designar divisão reducional. Na divisão equacional, separam-se os dois cromatíeos de cada cromossoma. Neste esquema estão explicadas as etapas da meiose.






















Vantagens da reprodução sexuada:
-Proporciona uma grande variabilidade de caracteristicas na descendência;
-A diversidade de caracteristica rmite às espécies não só maior capacidade de sobrevivência, caso haja mudanças ambientais.

Desvantagens:
-Processo lento;
-Grande dispêndio de energia.