BIOLOGIA Prof. Fred Guilherme UT 01 – REPRODUÇÃO E EMBRIOLOGIA ANIMAL REPRODUÇÃO ANIMAL A manutenção da população de cada espécie depende do processo reprodutivo. 2 tipos de reprodução: assexuada e sexuada. a) REPRODUÇÃO ASSEXUADA (= GÂMICA) Apenas 1 indivíduo realiza, sem a participação de gametas. Filhos geneticamente iguais aos pais (não ocorre variabilidade genética). Várias maneiras: Mitose em unicelulares (algas, protozoários, bactérias) esporulação (fungos) brotamento (esponjas e corais) estrobilização (cnidários) laceração (platelmintos) b) SEXUADA (= GÂMICA) Participam gametas. VANTAGEM: Permite aumento de variabilidade genética (na meiose tem crossing-over) pela recombinação dos genes aumenta a chance de adaptação aos ambientes (que estão sempre mudando). Pode ser feita por: 1 indivíduo apenas (= autofecundação) ou por 2 ou mais (fecundação cruzada). A fecundação cruzada pode ser: externa – no ambiente (exige muitos gametas) – minhoca, peixes, sapos... interna – dentro do corpo (mamíferos, aves, répteis, insetos, aranhas... Os seres vivos que realizam este tipo de reprodução podem apresentar: gônadas masculina E feminina no mesmo corpo = MONÓICO (BISSEXUADO/HERMAFRODITA) EX: Esponjas, planárias, minhocas, caracóis, sanguessugas. gônada masculina OU feminina no corpo = DIÓICO (UNISSEXUADO) EX: maioria dos animais e você. Ocorre em 3 etapas: Gametogênese (produz os gametas) Acasalamento Fecundação Ocorrida a fecundação surge o ovo (= zigoto) e inicia o desenvolvimento do embrião. Ovócito 2ário + Espermatozóide = FECUNDAÇÃO EMBRIOLOGIA = Estuda a formação de um novo indivíduo da fecundação (a partir do zigoto) até seu nascimento. CONTEXTO HISTÓRICO 1as idéias: Aristóteles (384-322 aC):classificou os animais qto ao jeito que nasciam (ovíparos, vivíparos e ovovivíparos) Que nas aves, a matéria-prima do ovo representava o principio feminino, que se desenvolvia a partir do encontro com o principio masculino do esperma. Nos humanos, acreditava que o fluxo menstrual era o material formador, enquanto que o esperma atuava dando forma e animação. Em 1651, Willian Harvey concluiu que todos os animais se originam de ovos. Em 1672, Marcello Malpighi fez o 1° estudo microscópico do desenvolvimento do ovo de galinha. E a pergunta feita em seguida foi: Seriam os órgãos formados a cada nova geração ou já estariam presentes em miniatura dentro o ovulo ou do espermatozóide ? 1 A partir da metade do séc. XIX já se tinha a certeza de que óvulos e espermatozóides eram células e que a vida de um organismo tem inicio com o zigoto e passa por 3 processos básicos: multiplicação celular, crescimento e diferenciação celular tecidos e órgãos. Em 1929, Walter Vogt aplicava corantes em algumas células do embrião de sapos e mostrou a migração das células. A partir de 1960, usaram-se substâncias radioativas e fluorescentes para marcar as células embrionárias. É constituída por 3 fases: Fecundação (Ovo) segmentação (+ blastulação) gastrulação (+ neurulação) organogênese ↓ ↓ ↓ ↓ ↓ mórula blástula gástrula nêurula órgãos Zigoto (= ovo) Contém vitelo (= lécito) = material nutritivo (a qtdade e distribuição variam de acordo com o organismo) Tipos Oligolécitos Isolécitos Alécitos Telolécito incompleto Heterolécito Mediolécito Qtdade de vitelo Pouco distribuição uniforme ou sem Média desigual pólo animal = núcleo + bioplasma ↓ (parte onde se forma o embrião) Exemplo Humanos Esponjas, águas vivas, estrelas Anelídeos, moluscos e anfíbios pólo vegetativo = vitelo Telolécito completo Megalécito Muito Centrolécito Muito = anterior no centro (pouco citoplasma) O tipo de ovo determina o tipo de segmentação (+ o controle dos genes). Quanto menos vitelo, mais fácil e rápida é a segmentação do zigoto. 1. SEGMENTAÇÃO (= CLIVAGEM) Zigoto mórula blástula O zigoto sofre mitose. Surgem células menores (= blastômeros). Mitoses continuam. Surge um aglomerado de 64 células = mórula (forma de amora) OBS: não aumenta de volume. blastômeros migram para a periferia e surge: (figura embrionária = blástula - 128 céls) blastocele (= cavidade no interior da mórula) e blastoderme 2 Aves, peixes e répteis Artrópodos Insetos Crustáceos Tipos de segmentação: a) SEGMENTAÇÃO TOTAL (= HOLOBLÁSTICA) O zigoto (sem casca) se divide por inteiro por ter pouco vitelo. nos ovos oligolécitos. os blastômeros têm mesmo tamanho (mamíferos) Igual Pode ser: Obs: Nos humanos a blástula não é tão simples = blastocisto (6 dias após a fecundação) Trofoblasto origina a placenta Embrioblasto origina o embrião (= céls.-tronco embrionárias usadas em clonagem terapêutica ) nos ovos telolécitos INCompletos (= heterolécitos) os blastômeros têm tamanhos diferentes (micrômeros e macrômeros). (anfíbios, minhoca, caracóis) Desigual b) SEGMENTAÇÃO PARCIAL (= MEROBLÁSTICA) Somente a parte sem vitelo do zigoto se divide. nos ovos Telolécitos Completos a divisão só ocorre no disco germinativo. o vitelo não divide. (répteis e aves) peixes Discoidal Pode ser: Superficial nos ovos centrolécitos o núcleo se divide em vários, vão para a periferia originando novas células. (insetos) 3 2A. GASTRULAÇÃO É a transformação da blástula em gástrula (formação do tubo digestivo). ectoderme ( = modificação da blastoderme) blastoderme sofre invaginação (= embolia) se transforma em um embrião com 2 camadas de células e surge: mesentoderme (para ressaltar o fato de que formará a endoderme e mesoderme) endoderme (= 2 folheto embrionário) arquêntero (nova cavidade interna formará o intestino) blastóporo (= abertura liga o arquêntero ao exterior) Se o blastóporo originar: a boca = animal é PROTOSTÔMIO o ânus = animal é DEUTEROSTÔMIO A origem da mesoderme varia de acordo com o nível evolutivo do animal. Em muitas espécies, se forma a partir da endoderme. Nos mais evoluídos é a partir da ectoderme, através de um sulco q aparece na parede dorsal do embrião, na sua região + posterior, por onde as células mergulham e se insinuam entre os 2 folhetos iniciais. 2B. NEURULAÇÃO É a transformação da gástrula em nêurula O objetivo é formar, quase simultaneamente: TUBO NEURAL, NOTOCORDA, MESODERME e CELOMA a) TUBO NEURAL (vai formar todo o sistema nervoso central); Na ectoderme (dorso) da gástrula achata-se e forma as bordas da calha se uma depressão fecham (= placa neural) CURIOSIDADE: falha de fechamento na parte posterior espinha bífida anterior anencefalia 4 surge o tubo neural b) NOTOCORDA A mesentoderme forma outro tubo ( = notocorda), abaixo do tubo neural. c) MESODERME A mesentoderme da gástrula forma 1 cavidade - parecem com 2 bolsas laterais estrangulam e se separam da mesentoderme forma a mesoderme ↓ (3o folheto embrionário formará cartilagens, músculos, ossos, sangue, órgãos sexuais, etc.). A parte superior da mesoderme se fragmenta em blocos (= somitos originarão a coluna vertebral) A notocorda será substituída por tecido ósseo, ou seja, ela apenas orienta (serve de molde para) a formação da coluna vertebral. (+ a especialização do sistema nervoso central e periférico) obs: nos invertebrados a notocorda não se forma. A parte da mesoderme ligada à: ectoderme = somatopleura (ver desenho nêurula) endoderme = esplacnopleura Após a formação da mesoderme inicia a formação do .... CELOMA d) ...CELOMA A cavidade (celoma) formada no interior da mesoderme se amplia. Nela ficarão os órgãos internos. Qto ao número de folhetos embrionários os animais podem ser: DIBLÁSTICOS: com apenas 2 folhetos (ectoderme e endoderme) - Cnidários TRIBLÁSTICOS: com 3 folhetos (ectoderme, mesoderme e endoderme) - outros animais, exceto os poríferos Qto a presença de celoma podem ser: Acelomados, Pseudocelomados, Celomados PORIFEROS DIBLASTICO CNIDARIOS ACELOMADO PLATELMINTES ASQUELMEINTES PSEUDOCELOMADO PROTOSTOMIO ANELIDEOS TRIBLASTICO MOLUSCOS ARTROPODOS EQUINODERMOS DEUTEROSTOMIO CORDADOS 5 CELOMADO 5. ORGANOGÊNESE Cada folheto embrionário será responsável por formar diferentes órgãos. Pele e anexos (unhas, pêlos, cascos, esmalte dos dentes, glândulas Epiderme sudoríparas e sebáceas) + sistema nervoso Mucosas e glândulas digestivas,pâncreas, fígado e pulmões e brânquias Endoderme Músculos, ossos, coração, vasos e sangue, rins, bexiga Mesoderme Nos CORDADOS, durante o desenvolvimento do embrião surgem estruturas que ajudarão no seu desenvolvimento. São os anexos embrionários: a) SACO VITELÍNICO b) ÂMNIO Armazena vitelo. Tem função nutritiva. Nos mamíferos, origina os primeiros vasos e glóbulos do embrião, já que a função nutritiva é desempenhada pela placenta. É uma bolsa originada da ectoderme e da mesoderme (somatopleura). É cheia de líquido (amniótico). Realiza proteção contra: pancadas (= choque mecânico) e desidratação (= dessecação). Existe nos répteis, aves e mamíferos sem placenta. Permitiu a conquista definitiva do ambiente terrestre. É originado da endoderme e da mesoderme (= esplancnopleura). c) ALANTÓIDE d) CÓRIO Relacionado com excreção + respiração. absorve cálcio da casca do ovo. Existe nos répteis, aves e mamíferos sem placenta. É originado da ectoderme e da mesoderme (somatopleura). É o anexo + externo, em contato com a casca. Protege, absorve cálcio e participa da respiração. Existe nos répteis, aves e mamíferos. Tem origem no trofoblasto (da blástula) e) PLACENTA f) CORDÃO UMBILICAL Nos mamíferos: cório + alantóide = placenta Realiza trocas entre o feto e a mãe (respiração, nutrição, excreção, defesa - anticorpos, hormonal) Sangue da mãe não se mistura com o do feto (cório não deixa) Formado pelo âmnio + saco vitelínico + alantóide Liga a placenta ao embrião. Dentro tem 2 artérias e 1 veia. COMO SURGEM OS GÊMEOS? 2 possibilidades: a) POLIOVULAÇÃO: vários óvulos amadurecem e são fecundados. Neste caso os gêmeos são chamados dizigóticos ou bivitelinos ou fraternos, e poderão ser diferentes (sexo, altura, tipo de sangue, cor dos olhos, cabelo, etc). 6 b) POLIEMBRIONIA: apenas um óvulo é fecundado. Ao longo da segmentação células se separam e continuam desenvolvendo, agora 2 ou mais embriões. Como as células q surgiram a partir do zigoto sofrem mitose terão a mesma carga genética e os gêmeos serão idênticos. São chamados de monozigóticos ou univetelinos. Neste caso, se algumas células iniciais permanecerem unidas, surgem os gêmeos siameses ou xifópagos. 7