O que é a Reprodução?
Na biologia, a reprodução refere-se à produção de descendentes por um organismo para continuar a função de sua espécie.
Todos os organismos/organismos surgem da reprodução de organismos pré-existentes, contrariamente aos pressupostos da teoria da geração espontânea. Os métodos de reprodução conhecidos podem ser divididos em dois tipos: reprodução assexuada e reprodução sexual. No primeiro caso, a reprodução individual não requer qualquer compartilhamento de material genético entre os organismos.
Dividir uma célula em duas é um exemplo comum, embora o processo não se limite a organismos unicelulares. A maioria das plantas tem a capacidade de se reproduzir assexuadamente, assim como alguns animais (embora isso seja menos comum). Reprodução sexuada significa compartilhar material genético, geralmente fornecido por organismos da mesma espécie, geralmente divididos em “machos” e “fêmeas”. Em várias espécies, as fêmeas possuem estratégias para controlar a fertilização dos ovos. Alguns endurecem o caminho do esperma, enquanto outras espécies desenvolveram sistemas reprodutivos para ajudar o esperma a atingir seus objetivos, assim como os humanos.
A reprodução assexuada
A reprodução assexuada (ou assexuada) é um processo biológico pelo qual um organismo produz cópias geneticamente idênticas de si mesmo sem recombinar o material genético. Um exemplo simples é a clonagem, como a inserção de plantas em estacas, onde a reprodução é feita artificialmente, mesmo que tenha ocorrido naturalmente. De fato, muitas espécies de plantas têm essa capacidade, sem intervenção humana, de produzir estolões que enraízam e depois se tornam independentes da planta mãe. Em outros casos, partes do caule ou do corpo podem se separar da planta mãe e se estabelecer em outro lugar, dando origem a uma nova planta. Esse tipo de reprodução assexuada é chamada de reprodução assexuada e acontece naturalmente como os morangos. Observe, no entanto, que a maioria dessas plantas também pode se reproduzir sexualmente por esporos ou sementes.Muitos animais, embora também possam se reproduzir sexualmente, como pólipos (ordem Hydridea), continuam a germinar, formando brotos em sua superfície externa que podem se desenvolver em novos indivíduos. Esse recurso não deve ser confundido com a capacidade de alguns animais, como lagartos e caranguejos, de regenerar partes do corpo, como membros perdidos acidentalmente ou partes de suas caudas. Nesses casos, não se trata de reprodução porque nenhum novo organismo é formado.
Muitas espécies de animais, incluindo invertebrados (especialmente pulgas d’água, pulgões, algumas abelhas e vespas parasitas) e vertebrados (como alguns répteis, peixes e raramente pássaros e tubarões).
A reprodução sexual tem a capacidade reproduzir-se assexuadamente, ou seja, através de parthenos (do grego παρθένος parthenos, “virgem”, + γένεσις genesis, “criação”), incluindo a formação e desenvolvimento de um embrião, sem a necessidade de um óvulo masculino parcialmente fertilizado. Algumas plantas de esperma, onde a reprodução sexual é a norma, também podem produzir sementes sem fertilizar os óvulos por meio de um processo chamado reprodução assexuada.
Em organismos unicelulares, como bactérias e leveduras, o padrão é a reprodução assexuada por fissão binária das células. Mas mesmo as bactérias precisam passar por uma ligação genética, que pode ser considerada uma forma de reprodução sexual ou parassexual, para renovar seu material genético.
Outras formas de reprodução assexuada incluem a esporogênese, no caso da mitosporose (esporos produzidos por mitose) e a fragmentação clonal.
Os vírus também podem se reproduzir assexuadamente porque controlam o material genético da célula hospedeira para produzir novos vírus.
A reprodução sexuada
A reprodução sexual (ou sexual) envolve a combinação de material genético (geralmente DNA) de dois organismos diferentes (células progenitoras) através da ligação de duas células haplóides (gametas) por ligantes nucleares.
Esta definição inclui “reprodução sexual” de bactérias, muitos protistas e fungos sem definir o sexo. Este tipo de reprodução sexual indiferenciada também é chamado.
Chlamydomonas reinhardtii
A maioria dos organismos produz dois tipos diferentes de gametas. Nessas espécies, conhecidas como heterogamia, os dois sexos são designados como masculino (produzindo espermatozoides ou micrósporos) e feminino (produzindo óvulos ou macrósporos). Nas espécies de homogametas, os gametas são semelhantes ou idênticos em forma e podem ter outras propriedades distintivas e, portanto, podem ser nomeados de maneira diferente. Por exemplo, na alga verde Chlamydomonas reinhardtii, existem gametas arbitrariamente designados como “positivos” (+) e “negativos” (-). Alguns tipos de organismos, como os ciliados, possuem mais de dois tipos de gametas.
A maioria dos animais (incluindo humanos) e plantas se reproduzem sexualmente. Esses organismos, chamados diplóides, têm dois alelos (vários genes) para cada característica herdada. Seus descendentes herdarão um alelo de cada um de seus pais, para cada característica que exibirão. Como existem duas cópias de cada gene, apenas uma será expressa, “mascarando” o alelo com a mutação, uma vantagem que se acredita levar a uma maior aptidão em organismos diplóides. No entanto, esta suposição tem sido criticada. [5]
É conhecido como um tipo sexual de aloenxerto em que os dois gametas vêm de organismos diferentes. Em contraste, o autogameta ocorre em organismos hermafroditas que sofrem autofecundação, a união de gametas produzidos no mesmo organismo.
Em última análise, a reprodução sexual está enraizada na divisão celular, especialmente através dos mecanismos de mitose e meiose. No primeiro caso, as células resultantes têm o dobro do número de células originais. A célula resultante terá o mesmo número de cromossomos que na célula original. No entanto, na meiose, a divisão produzirá quatro vezes mais células que a célula original, e a célula resultante terá metade do número de cromossomos da célula original.
A reprodução sexuada indiferenciada
Nas bactérias, e geralmente em muitos organismos unicelulares indiferenciados por sexo, duas células aparentemente idênticas se unem e ligam seu material genético, e as duas células continuam a viver independentemente.
Em muitas espécies de fungos, geralmente haplóides, as hifas de dois “indivíduos” se combinam para formar uma estrutura na qual, em uma célula especial, os núcleos se combinam e depois sofrem meiose para produzir novamente os esporos haplóides, produzindo assim novos “indivíduos”. Em outros casos, células sexuais idênticas e móveis, os isogametas, são liberadas e se unem.
A reprodução sexuada em animais
Nos animais, a reprodução geralmente envolve a união de dois sexos diferentes, um macho e uma fêmea. Machos e fêmeas produzem células sexuais chamadas gametas, que são produzidas em órgãos sexuais chamados gônadas. O gameta masculino ou espermatozóide fertiliza o gameta feminino ou óvulo feminino, produzindo um óvulo, que se desenvolverá em um embrião e depois em um novo filho.
Hoverflies acasalam em voo.
Em muitos casos, como mamíferos, aves e répteis, a fertilização é interna. Neste caso, o ovo está dentro da fêmea. Os machos devem introduzir esperma lá durante o acasalamento. Em muitos animais, os machos possuem um órgão de cópula para esse fim, chamado de pênis nos mamíferos.
Na maioria dos animais aquáticos, no entanto, a fertilização é externa: as fêmeas liberam ovos na água (desova) e os machos liberam espermatozóides.
A reprodução sexuada de plantas
As plantas (incluindo as algas) também têm órgãos sexuais produtores de gametas, assim como os animais: os gametas femininos são chamados de ovos (mas muitas vezes também chamados de óvulos) e também são imóveis. O gameta masculino é chamado de corpo pré-embrionário. Nas plantas com flores, nas angiospermas, as gônadas femininas são chamadas de ovários (como nos animais); e nos machos, as anteras. Em outras floras, os nomes variam. Por exemplo, archaea em musgos e macrosporófitos em coníferas.
O anterozóide só é liberado dos grãos de pólen (ou estruturas correspondentes, como o anterídio dos musgos) em ambientes úmidos, como o estigma das angiospermas ou o ovário aberto das gimnospermas.
A estratégia de reprodução
Um dos principais problemas que os organismos têm que resolver ao longo da evolução é tentar “perpetuar” a espécie, que é a sobrevivência de um número suficiente de descendentes. Além da possível falta de alimentos e da predação, é preciso levar em consideração que os recém-nascidos costumam ser muito mais sensíveis que os adultos às mudanças ambientais, como temperatura, vento, correntes oceânicas etc. A maneira como os organismos resolvem esses problemas é conhecida como estratégia reprodutiva. Geralmente, os animais “focam” na proteção de ovos, embriões ou filhotes. As plantas se especializam na maneira como espalham produtos sexuais.
A estratégias de criação de animais
Por serem “filhos” de bactérias e protistas, os animais começam ovíparos, ou seja, os óvulos fertilizados são mais ou menos protegidos e liberados no mundo por sua conta e risco. Nos animais modernos, a maioria dos invertebrados e peixes são ovíparos.
As estratégias de sobrevivência para esses óvulos fertilizados e os embriões resultantes incluem:
A produção de grande número de ovos fertilizados;
o desenvolvimento de um estágio larval adaptado; ou
Cuidado dos pais – um ou ambos os pais cuidam dos ovos até que eclodam; mesmo até que as larvas sejam grandes o suficiente para sobreviver por conta própria – como é o caso da maioria das aves, mamíferos e alguns peixes.
Outra maneira de proteger os óvulos fertilizados é permitir que eles se desenvolvam dentro da mãe. A estratégia foi desenvolvida em duas etapas:
Na primeira fase, o ovo é, na verdade, apenas fisicamente protegido pela mãe do meio ambiente; o ovo tem suas próprias reservas de nutrientes e o embrião se desenvolve independentemente do metabolismo materno – ovoviviparidade.
Na segunda etapa, a mãe desenvolve um sistema, não apenas de proteção, mas também de alimentação do embrião (inclusive por meio de anticorpos contra possíveis doenças), baseado em seu próprio metabolismo – a viviparidade.
Uma desvantagem desta última estratégia é que o número de óvulos fertilizados não pode ser grande e a mãe não pode repetir o processo com tanta frequência. Por outro lado, é mais provável que o embrião sobreviva quando a mãe continua com sua vida.
Esse tipo de desenvolvimento evolutivo é conhecido como K-seleção, e a estratégia para produzir grandes números de óvulos fertilizados evoluiu de acordo com o processo de r-seleção.
Estratégias de reprodução de plantas e fungos
Fungos, musgos, algas e plantas verdes compartilham algumas características na reprodução que comprovam que foram todos considerados plantas por Linnaeus e pelos primeiros botânicos.
Ao contrário dos animais, as plantas geralmente têm uma forte capacidade de se reproduzir vegetativamente, ou reprodução vegetativa: a reprodução vegetativa ou partes que se reproduzem assexuadamente podem facilmente dar origem a novas plantas. Por exemplo, um pedaço de hifa fúngica carregado na pata de um cachorro ou mosca pode dar origem a outro “indivíduo” da mesma espécie em outro lugar. Um talo de algas arrastado pelas correntes oceânicas pode produzir novas algas em outros lugares onde as condições são adequadas. Os estolões verdes muitas vezes perdem seus estolões produtores de raízes e podem ser independentes de suas plantas-mãe.
No entanto, todas as plantas – assim como os animais – evoluíram para se reproduzir sexualmente, ou seja, precisam “renovar” seu material genético. Mas nas plantas, ao contrário dos animais, os órgãos reprodutivos existem em indivíduos separados dos órgãos vegetativos. Esse processo é chamado de alternância de gerações.
Mas é na dispersão das várias estruturas que as plantas produzem para a reprodução que encontramos maior especialização:
Os espermatozóides (plantas que produzem sementes) desenvolveram estratégias para disseminar seus produtos sexuais em dois níveis:
Pólen – Os grãos de pólen são as estruturas que transportam os gametas masculinos e, para que fertilizem os óvulos, possuem diferentes modos de ação – diferentes tipos de polinização:
Algumas variedades de plantas produzem sementes por autopolinização, ou seja, a antera de uma flor pode fertilizar com sucesso o óvulo da mesma flor; nessas plantas, a flor só pode abrir após a fertilização;
No entanto, a norma é a fertilização cruzada, onde o pólen de uma flor deve fertilizar o óvulo da outra flor. Ou de preferência, plantas diferentes da mesma espécie, para garantir a recombinação genética; para isso, os grãos de pólen são geralmente pequenos e leves e podem ser polinizados pelo vento (wind-loving), água (nas plantas aquáticas – polinização hidrofílica) ou animais ( Polinização pró-animal) se espalha involuntariamente, como beija-flores. Eles vão beber o néctar das flores, ou voluntariamente, e como abelhas e outros insetos, se alimentam de pólen (polinização por insetos). Neste último caso, o néctar ou outra especialização floral é um desenvolvimento evolutivo destinado à reprodução sexuada bem-sucedida.
Sementes – são estruturas que fertilizam e transportam embriões, que, em condições ambientais favoráveis, produzirão plantas semelhantes. Para fazer isso, as plantas desenvolveram uma variedade de estratégias, muitas das quais funcionam simultaneamente:
Período de incubação – embriões de plantas podem permanecer subdesenvolvidos por muito tempo sem condições adequadas de temperatura e umidade;
casca de madeira
dispersão de sementes
Outra flora, incluindo samambaias, fungos, musgos e algas, se espalha por esporos, que são células haplóides com paredes celulares extremamente duras que surgem da meiose em órgãos especializados chamados esporângios.
