Reprodução e evolução das espécies

Reprodução e evolução das espécies Prof. lucasmarqui A reprodução é uma das características que diferem os seres inanimados dos seres vivos. Ela consiste no processo em que um ou mais organismos produzem descendentes, passando a eles uma cópia de todos ou de alguns de seus genes. Assim, a reprodução é imprescindível para a manutenção das espécies. Ela costuma ser dividida em duas categorias: reprodução assexuada e reprodução sexuada. Na reprodução assexuada, um único indivíduo dá origem a um ou mais descendentes. Por tal motivo é que eles são geneticamente idênticos aos seus genitores, embora possam ocorrer mutações e variações fenotípicas. Esse tipo de reprodução geralmente se dá por brotamento, quando determinada região do corpo do indivíduo cresce e depois se desprende, tornando-se um novo indivíduo; ou por fissão, caso em que o corpo do animal se parte e cada um dos pedaços se regenera independentemente, dando origem a novos indivíduos. Quanto à reprodução sexuada, esta ocorre a partir da união de gametas. Geralmente, metade das características dos descendentes é oriunda do gameta masculino, e outra metade, do feminino. Ela tem como uma de suas vantagens a variabilidade genética, visto que os gametas de um mesmo indivíduo apresentam-se distintos entre si. Nesse tipo reprodutivo, a fecundação pode ser tanto externa quanto interna e, nesse primeiro caso, a quantidade de gametas produzidos pela geração parental tende a ser bem maior. Existem organismos que podem reproduzir-se tanto assexuadamente quanto sexuadamente, como plantas e certos cnidários. Há também casos especiais de reprodução, como a partenogênese, em que acontece o desenvolvimento de embriões a partir de óvulos não fecundados. Uma das características que melhor distingue os seres vivos da matéria bruta é sua capacidade de se reproduzir. É através da reprodução que cada espécie garante sua sobrevivência, gerando novos indivíduos que substituem aqueles mortos por predadores, por doenças, ou mesmo por envelhecimento. Além disso, é através da reprodução que o indivíduo transmite suas características para seus descendentes. A grande diversidade de seres vivos reflete-se nas formas de reprodução dos organismos, por isso pode-se Pagina: 1

encontrar inúmeros tipos de reprodução que são agrupados em duas categorias principais: a reprodução assexuada e a reprodução sexuada. Reprodução Assexuada É a forma mais simples de reprodução, envolvendo apenas um indivíduo. No caso de organismos unicelulares, por exemplo, a reprodução é feita a partir da fissão da célula que se divide em duas, originando dois novos organismos. Em organismos pluricelulares também há reprodução assexuada, apesar de não ser a única forma de reprodução das espécies. Alguns vegetais como as gramíneas, por exemplo, possuem raízes especiais, os rizomas, que, à medida que crescem sob a terra, geram novos brotos. Dessa forma, surgem novos indivíduos, interligados entre si. Mesmos que essa ligação desapareça, os indivíduos podem continuar a viver independentemente. Outro exemplo é a chamada planta Folha da Fortuna (fig. ao lado). Em suas folhas, surgem pequenos brotos que podem dar origem a novos indivíduos. A reprodução assexuada não está restrita às plantas, diversos grupos animais podem se reproduzir desse modo. Algumas espécies de esponjas lançam na água pequenos pedaços que geram novos organismos completos. Certos Celenterados, como a Hydra, produzem pequenas expansões que se destacam e originam novos organismos, em um processo conhecido como brotamento. Plateomintes como a planária podem dividir-se transversalmente, regenerando as porções perdidas e, assim gerando dois indivíduos a partir de um. Em Echinodermas como a estrela-do-mar, a partir de um braço do animal pode surgir um novo organismo. Em todos os casos citados ocorre um tipo de clonagem natural, ou seja, na reprodução assexuada são gerados indivíduos idênticos ao organismo que os gerou. Portanto, nesse tipo de reprodução a única fonte de variabilidade é a mutação, que por sinal ocorre em freqüências bastante baixas. É interessante notar que, de modo geral, os organismos que realizam exclusivamente reprodução assexuada apresentam taxas de reprodução relativamente altas, como as bactérias por exemplo. Assim, há maior probabilidade de surgirem organismos diferentes por mutação, uma vez que o número de indivíduos originados é imenso. ipos: Divisão simples ou cissiparidade: Ocorre em organismos unicelulares, onde um divisão simples pode dar origem a dois novos indivíduos com composição genética idênticas à célula mãe. São considerados organismos imortais. Esporulação: Ocorre múltipla divisão nuclear (cariocinese), com posterior divisão citoplasmática (citocinese), onde cada núcleo será envolvido por uma Pagina: 2

porção citoplasmática. Neste tipo de reprodução as células filhas também são consideradas imortais e semelhantes entre si. Brotamento ou gemiparidade: Nesta forma de reprodução um indivíduo adulto emite de seu corpo um broto que cresce e forma um novo organismo. Este novo indivíduo formado pode ou não desprender-se do indivíduo que lhe deu origem. Este tipo de reprodução ocorre em organismos que formam colônias, como em espongiários e cnidários. Gemulação: No interior do animal aparece um conjunto celular de células indiferenciadas (embrionárias) envolvidas por uma capa dotada de uma abertura micrópila. A esse conjunto denominamos gêmula. Numa determinada época as células são liberadas pela micrópila e originarão, se as condições permitirem um ser completo. Reprodução Sexuada A reprodução sexuada é muito mais complexa do que a reprodução assexuada, demandando um gasto maior de energia. Nesse tipo de reprodução estão envolvidos dois indivíduos de cada espécie, um produz um gameta masculino e o outro o gameta feminino. A união dos dois gametas dá origem a uma célula ovo que, a partir de um processo de divisão celular e diferenciação, origina um novo indivíduo. Temos uma maior familiaridade com esse tipo de reprodução, mesmo porque é a reprodução que ocorre em na espécie humana. Veja mais em: Embriologia Humana. Está presente nos vários animais e vegetais, salvo algumas exceções. Dentro dessa grande categoria de reprodução podemos distinguir subtipos conforme alguns aspectos. Existem seres vivos com fecundação interna ou fecundação externa, com desenvolvimento direto ou indireto. Há espécies nas quais um mesmo indivíduo produz os dois tipos de gametas, as chamadas espécies monóicas ou hermafroditas; e espécies em que cada indivíduo produz apenas um tipo de gametas, as chamadas espécies dióicas. Apesar dessa diversidade de formas de reprodução, em todos os casos o organismo originado a partir da fusão dos gametas é diferente de seus pais. Portanto, a reprodução sexuada origina uma variabilidade maior nos indivíduos da espécie por simples combinação das características do pai e da mãe. Além disso, durante o processo de produção de gametas, mais especificamente durante a meiose ocorre o que conhecemos como crossing over. Os cromossomos homólogos trocam pedaços, gerando um cromossomo distinto daquele presente na célula-mãe. Se considerarmos apenas o aspecto da variabilidade, aparentemente, a reprodução sexuada parece trazer apenas vantagens. Todavia, é importante Pagina: 3

lembrar-se que este tipo de estratégia reprodutiva implica num gasto de energia muito maior, o que pode ser extremamente inconveniente para os indivíduos em determinadas condições. Tipos: Isogâmicos: grupos animais que produzem gametas femininos e masculinos idênticos. Heterogâmicos: grupos onde ocorre uma diferenciação morfológica entre os gametas. Monóicos: quando as gônadas femininas e masculinas estão presentes no mesmo indivíduo. (unissexuados ou hermafroditas) Dióicos: quando são encontrados indivíduos femininos e masculinos. (bissexuados) Fecundação interna: quando a fecundação ocorre dentro de um organismo. Envolve menor número de gametas. O desenvolvimento embrionário pode ser interno ou externo. Fecundação externa: a fecundação ocorre no ambiente água. Há necessidade de um grande número de gametas para assegurar a fecundação e o desenvolvimento é externo. Fecundação cruzada: nesta fecundação os gametas que se unem são provenientes obrigatoriamente de envidemos diferentes. Do ponto de vista evolutivo, é um processo vantajoso, pois proporciona a recombinação gênica. Autofecundação: ocorre quando um organismo apresenta capacidade de fecundar a si mesmo. Só é possível em seres monóicos. (Taenia sp) Desenvolvimento direto: A forma jovem é bastante semelhante ao adulto. Não ocorre metamorfose. Desenvolvimento indireto: o indivíduo nasce e passa por um estágio larval antes de tornar-se adulto e com capacidade reprodutiva. Essas alterações durante o ciclo vital são intensas e o processo é denominado metamorfose. Reprodução celular O núcleo das células contém cromossomos, que são os elementos que abrigam o material genético dos seres vivos e são, portanto, responsáveis pela transmissão das características hereditárias. Os cromossomos consistem basicamente de proteína e DNA. Para que as características das células sejam passadas adiante através dos cromossomos, estas células precisam se reproduzir. As células possuem dois meios de reprodução: a mitose e a meiose. Pagina: 4

Na mitose, o cromossomo duplica-se a si mesmo, formando duas células idênticas (esse processo, por exemplo, é utilizado na reprodução das células da pele). A mitose é subdividida em sub-fases que são: interfase, prófase, metáfase, anáfase e telófase. Interfase: Os cromossomos ainda não são visíveis. O processo de divisão ainda não começou. Ocorre a duplicação dos cromossomos. Prófase: Começa a preparação para a divisão. Os cromossomos são visíveis neste estágio. Metáfase: Surgimento do fuso. A membrana do núcleo desaparece. Anáfase: Movimento dos cromatídeos em direção aos pólos. Os centrômeros se partem. Telófase: As metades migram para os pólos. Já na meiose, os cromossomos subdividem-se em dois gametas, sendo que cada um contém metade dos cromossomos da célula original. Os gametas de diferentes células podem ser combinados em uma nova célula. Reprodução dos vegetais A primavera é um período de intensa atividade das plantas. Nesta época, os botões das plantas herbáceas perenes brotam, além de se reproduzirem. Raízes são criadas e as novas plantas adquirem vida própria, o que demonstra a possibilidade das plantas se reproduzirem sem a fecundação ou utilização de pólen. Rizomas e Corredeiras são exemplos de plantas que conseguem reproduzir a si mesmas. A reprodução das plantas por meios próprios é conhecida por reprodução assexuada. O sistema de reprodução das plantas está nas flores. Os estames (órgãos reprodutores masculinos) possuem anteros e filamentos responsáveis pela produção das células sexuais masculinas (pólen). Já o pistilo (órgão sexual feminino) tem o ovário. A produção de sementes ocorre quando as células femininas e masculinas se unem. Este processo de reprodução é conhecido como reprodução sexuada. Outro fator que contribui para a disseminação das plantas é o conjunto dos métodos que a natureza desenvolveu para espalhar as sementes no final da floração. O vento, os pássaros e os animais encarregam-se de espalhar as sementes que criam novas plantas. Evolução dos seres vivos As modificações que os seres vivos sofrem ao longo dos anos são chamadas de evolução. A ideia de que as espécies existentes hoje nem sempre existiram. Pagina: 5

Essas espécies resultaram de longo processo de mudanças que alteraram seus organismos para melhor se adaptar ao ambiente e com isso dar origem a novas gerações. Mas essa evolução não ocorre em um só individuo. Para que ela seja útil, tem que ser passada de uma geração para outra, se tornando hereditária. E a evolução biológica se refere a populações e mudanças hereditárias que possam ser transmitidas as novas gerações. O fixismo, proposto pelo naturalista Frances Georges Cuvier (1769-1832) é a ideia de que os seres vivos são fixos e imutáveis. Os seres vivos atuais sempre existiram na Terra, desde a sua formação. Foi aceito até o século XVIII, se fundamentado na ideia da criação de um poder divino. Mas a partir da metade do mesmo século, surgiu a teoria evolucionista, que se opôs ao fixismo. Muitas hipóteses foram utilizadas para explicar o fixismo, entre elas as de maiores destaque: geração espontânea e criacionismo. Proposta por Aristóteles, a geração espontânea é aquela que os seres vivos foram formados por matéria não viva, como o pó. Já formados, eles permaneceriam imutáveis, gerando descendentes semelhantes em todas as gerações. O evolucionismo fundamenta-se em evidências que demonstram modificações das espécies. As evidências e testemunhos são de ciências diversas e juntos se somam para provar o evolucionismo. Destacando: - A existência de fósseis: Fósseis são vestígios ou restos petrificados ou endurecidos de seres vivos que habitaram a Terra e que se conservaram naturalmente, sem perder suas características essenciais. Junto com a geologia histórica, a paleontologia faz um estudo comparativo de fósseis encontrados em camadas geológicas diferentes. Através desse processo os paleontólogos têm a oportunidade de observar modificações contínuas sofridas pelos organismos vivos com o passar do tempo. É o caso de fósseis que apresentam, ao mesmo tempo, características comuns a espécies atualmente existentes. - Evidências embriológicas: Embriões de animais diferentes podem apresentar grandes semelhanças nas primeiras fases de seu desenvolvimento. Em embriões de vertebrados tais semelhanças chegam a ser espantosas, fato que levou no século 19, o biólogo alemão Ernest Haekel a estabelecer uma Lei biogenética fundamental. Esta lei foi reformulada, e garante que o embrião de uma classe superior passa, na totalidade ou em parte, por estados que reproduzem fases embrionárias dos animais de classes sistematicamente inferiores. Pagina: 6

A lei proposta por Haekel é unilateral: embora no desenvolvimento embrionário dos animais apareçam formas que lembram seus ancestrais adultos também se verifica o surgimento de estruturas que não existiram em nenhum deles. - Órgãos homólogos: Órgãos que possuem a mesma origem embrionária desempenham funções diferentes. Sua existência é explicada por divergência: estruturas originalmente semelhante diferenciam-se para realizar funções diferentes. Exemplo disso são os membros superiores dos vertebrados, apesar de serem da mesma origem, desempenham funções diferentes e compatíveis com as necessidades dos seres em que se apresentam. - Órgãos análogos: Órgãos de origens embrionárias diferentes, mas que desempenham a mesma função. Com estruturas anatômicas diferentes, não existe relação de proximidade ou parentesco entre seus ancestrais. Asas de aves e asas de insetos são exemplos de analogia entre órgãos. - Órgãos vestigiais: São estruturas rudimentares que não desempenham função no organismo em que se encontram, mas são importantes em outros seres. Sua mesma origem - homologia - pode revelar parentesco entre seres diferentes e sugerir a existência de um ancestral comum. O apêndice vermiforme é um órgão vestigial no homem, que não tem função. Entretanto, nos animais herbívoros, o apêndice é bastante desenvolvido, nele vivendo microrganismos responsáveis pela digestão da celulose, principal fonte de energia de sua dieta. - Comparações entre proteínas: As proteínas são macromoléculas compostas por longas cadeias de aminoácidos. Embora existam na natureza apenas vinte aminoácidos diferentes, nos seres vivos a produção de proteínas em cada organismo é coordenada pelo material genético (DNA) que ordena os aminoácidos formando as grandes moléculas protéicas. Quanto maior a proximidade evolutiva entre dois seres maior será a semelhança entre suas proteínas. Assim é que a molécula de hemoglobina (pigmento sanguíneo) é formada pelos mesmos aminoácidos no homem e no chimpanzé; já a do gorila tem um aminoácido diferente do homem e a do cão tem 15. - O conceito de adaptação: A distribuição dos seres vivos nas várias regiões da Terra não é aleatória, nenhum ser habita certo lugar por acaso. Para sobreviver, este ser deve possuir características que permitam a sua adaptação ao meio em que vive, características herdadas de seus ancestrais e que serão por ele transmitidas aos seus descendentes. Sendo assim, indivíduos de uma determinada população herdam características que lhes são vantajosas para a sua sobrevivência. Indivíduos Pagina: 7

portadores de características vantajosas deixam mais descendentes que outros e suas populações tendem a ser majoritárias com o passar das gerações. Podemos, então, definir que a adaptação consiste na aquisição de características que tornam um indivíduo ou um grupo mais equipado para sobreviver e reproduzir-se num determinado ambiente. Exemplos: as adaptações para a caça, verificadas em animais carnívoros, como o tipo de presas e a velocidade, plumagem ou pelagem de animais como adaptações para aproximar-se de presas, fugir de predadores ou, ainda, atrair parceiros sexuais; patas eficazes para a fuga em alguns animais, etc. Pagina: 8