Reprodução nos seres vivos

SITUAÇÃO--PROBLEMA:
SITUAÇÃO
Que processos são responsáveis pela unidade e
variabilidade celular? Reprodução e variabilidade
variabilidade, que
relação?
ÆQ
Que processos
p
são responsáveis
p
pela
p
unidade celular?
ÆQ
Qual a relação
ç entre variabilidade e reprodução?
p
ç
Æ Qua
Quais
s as a
alterações
te ações a que u
um indivíduo
d duo está suje
sujeito
to ao longo
o go do
seu ciclo de vida?
2. Reprodução
sexuada
1. Reprodução
assexuada
d
3. Ciclos de vida
Unidade 6
Reprodução
Reprodução
p
ç
¼ Capacidade de constituir descendência portadora de genes dos
progenitores assegurando a renovação contínua da espécie e a
progenitores,
transmissão da informação genética de geração em geração.
Reprodução
p
ç assexuada
Æ sem intervenção de células sexuais e sem fecundação;
Æ descendência a partir de um único progenitor;
Æ os descendentes são geneticamente idênticos entre si e ao
p g
progenitor.
Reprodução
p
ç sexuada
Æ ocorre a fecundação, com fusão de gâmetas, geralmente
provenientes de dois progenitores diferentes, e formação de um ovo;
Æ os descendentes são únicos, geneticamente diferentes entre si e
dos progenitores.
Reprodução
p
ç assexuada - estratégias
g
Bipartição
p
ç ou cissiparidade
p
¼ Uma célula ou indivíduo divide-se em dois, semelhantes, com
posterior crescimento até atingir
p
g o tamanho do p
progenitor.
g
Frequente
q
nos seres unicelulares (ex. paramécia, amiba).
Gemulação
ç ou g
gemiparidade
p
¼ Na superfície da célula ou indivíduo forma-se uma dilatação – gomo
ou gema – que dá origem a um novo organismo após um processo de
crescimento e separação.
separação Ocorre em seres unicelulares (ex.
(ex leveduras)
e em seres pluricelulares (ex. esponja, hidra).
Fragmentação
g
ç
¼ Novos indivíduos são formados a partir da regeneração de
fragmentos de um indivíduo progenitor. Ocorre em animais pouco
diferenciados (ex.
(ex planária,
planária estrela-do-mar,
estrela-do-mar anémonas) e em algas
(espirogira).
Partenogénese
g
¼ Formação de um novo indivíduo a partir de um óvulo não
fecundado Ocorre em abelhas,
fecundado.
abelhas pulgões,
pulgões e nalguns peixes,
peixes anfíbios e
répteis.
Os zangões
a gões resultam
esu ta do desenvolvimento
dese o
e to
de óvulos não fecundados.
O dragão-de-Komodo é um animal capaz de
reprodução por partenogénese,
partenogénese descoberta
em 2007.
Partenogénese
g
em mamíferos
Em 2004, a revista britânica Nature publicou um artigo no qual um
grupo de cientistas japoneses e coreanos descrevem, pela primeira
vez, a ocorrência de um mamífero partenogénico, uma fêmea de
ratinho (Mus musculus) a que deram o nome de “Kaguya” e que
sobreviveu até à idade adulta,
adulta tendo produzido descendência fértil.
fértil
Neste trabalho, utilizaram-se, inicialmente, centenas de óocitos, que
foram modificados por transferência nuclear e maturados, de forma a
obter zigotos diplóides partenogénicos, os quais foram implantados
em fêmeas, algumas das quais ficaram prenhas. De um total de 598
óocitos utilizados no início do trabalho, resultaram apenas dois
embriões vivos,
vivos um dos quais foi sacrificado para estudos genéticos.
genéticos
O restante, uma fêmea, recebeu o nome de “Kaguya”, sendo hoje
conhecido como o primeiro mamífero partenogénico da História da
Ciência.
Ciência
Esporulação
p
ç
¼ Formação de células reprodutoras especiais – os esporos – que,
por germinação,
germinação originam novos seres vivos.
vivos Comum em fungos (ex.
(ex
bolor-do-pão), algas e plantas (fetos e musgos).
Esporângios
spo â g os de um
u fungo
u go (bolor
(bo o do pão –
Rhizopus sp.)
Divisão múltipla
p (pluripartição
(p
p
ç ou esquizogonia)
q
g
)
Os p
plasmódios
as ód os dividem-se
d de se po
por
esquizogonia no interior das hemácias.
Multiplicação vegetativa
¼ Certas
C t
estruturas
t t
vegetais
t i
pluricelulares
l i l l
originam,
i i
por
diferenciação, novas plantas. Os casos mais comuns ocorrem a partir
de folhas, caules aéreos – estolhos (ex. morangueiro) – ou
subterrâneos, - rizomas (ex. fetos), tubérculos (ex. batateira) e bolbos
(ex. cebolas).
Estruturas especializadas
p
na multiplicação
p
ç vegetativa
g
¼ Folhas – Desenvolvimento nas margens da folha das plantas de
plântulas que quando caem no solo e enraízam originam uma nova
planta (ex.: Briófilo).
¼ Estolhos – Caules finos e longos de crescimento aéreo e horizontal
que quando tocam no solo enraízam (ex.: morangueiro).
¼ Tubérculos – Caules subterrâneos ricos em substâncias de reserva
– amido (ex.:
(ex : batateira).
batateira)
Os tubérculos
tubé cu os possuem
possue go
gomos
os co
com
capacidade germinativa, os quais dão
origem a novas plantas.
¼ Rizomas – Caules subterrâneos de crescimento horizontal, podendo
apresentar porções aéreas (ex.:
(ex : lírio).
lírio)
Os rizomas
o as têm
tê a capacidade
capac dade de a
alongaro ga
se, originando gemas, que se diferenciam
em novas plantas.
¼ Bolbos – Caules subterrâneos de crescimento vertical. Folhas
externas escamosas e carnudas (ex.: cebola).
Quando as condições se tornam favoráveis,
formam-se gomos laterais, que se rodeiam de
novas folhas carnudas, e originam novas plantas.
Multiplicação
p
ç vegetativa
g
artificial
¼ Estacaria – consiste na introdução de fragmentos da planta no solo
(estacas) a partir dos quais surgem raízes e gomos que dão origem a
(estacas),
uma nova planta.
¼ Mergulhia – consiste em dobrar um ramo da planta até enterrá-lo no
solo A parte enterrada irá criar raízes adventícias,
solo.
adventícias originando,
originando assim,
assim
uma planta independente.
¼ Alporquia – é uma variante da mergulhia e
impossibilidade de dobrar o ramo da planta até ao solo.
usa-se
na
¼ Alporquia – utiliza-se um alporque, isto é, corta-se um pouco da
casca de um ramo e envolve-se
envolve se esta parte num plástico contendo
terra, de forma a promover o aparecimento de raízes.
¼ Enxertia – consiste na junção das superfícies cortadas de duas
partes de plantas diferentes.
diferentes
¼ As partes das plantas mais utilizadas em enxertia são pedaços de
caules ou gomos (gemas) e as plantas envolvidas são,
são normalmente,
normalmente
da mesma espécie ou de espécies semelhantes.
¼ A parte da planta que recebe o enxerto chama
chama-se
se cavalo ou porta
porta-enxerto e a parte da planta dadora chama-se garfo ou enxerto.
enxerto
Alguns
g
tipos
p de enxertia
¼ Na enxertia por garfo
garfo, o cavalo é cortado transversalmente.
Seguidamente, efectua-se uma fenda perpendicular, na qual é
introduzido o garfo (constituído por um ou mais ramos da planta a
transferir) A zona de união é,
transferir).
é então,
então envolta em terra húmida ou fita,
fita o
que ajudará à cicatrização da união entre as duas plantas.
¼ Na
N enxertia
ti por encosto,
encosto
t
j t
juntam-se
os ramos de
d duas
d
plantas,
l t
previamente descascadas na zona de contacto, e amarram-se os
mesmos, de forma a facilitar a união. Após a cicatrização, corta-se a
parte do cavalo que se encontra acima da zona de união e a parte da
planta dadora do enxerto que se encontra abaixo da mesma zona. A
nova p
planta obtida p
por este método é constituída p
pelo sistema
radicular e tronco da planta receptora do enxerto e pelo ramo ou
ramos da planta dadora do enxerto.
¼ Na enxertia por borbulha
borbulha, é efectuado um corte em forma de T na
casca do caule da planta receptora do enxerto. Desta forma, é possível
levantar a casca e introduzir no local da fenda o enxerto, constituído
por um pedaço de casca contendo um gomo da planta dadora.
dadora
Seguidamente, a zona de união é atada, de forma a ajudar a
cicatrização.
Produção de plantas por cultura in vitro
¼ Prática actualmente muito utilizada
utilizada. A partir de um fragmento
seleccionado produzem-se milhões de plantas geneticamente
idênticas.
¼ O rendimento é muito elevado.
¼ O produto final é robusto e livre de doenças.
Como se obtêm plantas por micropropagação?
1) De folhas jovens cortam
cortam-se
se fragmentos
pequenos que se passam primeiro por um
líquido desinfectante seguido de lavagem
em água destilada.
2) Os fragmentos tratados são colocados
em ca
e
caixas
as de Petri
et co
contendo
te do u
um meio
e o de
cultura (elementos nutritivos e hormonas).
Os recipientes, hermeticamente fechados e
esterilizados, são colocados numa estufa
de cultura em condições de temperatura,
humidade e luz controladas.
3) Nos bordos dos fragmentos ocorre
proliferação celular, originando massas de
células indiferenciadas (tecido caloso ou
calo) onde posteriormente se formam
calo),
microrrebentos.
4) Desenvolvimento de plântulas.
5) Após o desenvolvimento das plântulas,
para vasos com solo
estas são transferidas p
rico em nutrientes e colocadas numa
estufa, antes de serem comercializadas.
Exploração
p
ç
Æ Por que pode afirmar-se que a micropropagação é um processo
de reprodução assexuada?
Æ Compare as condições em que se verifica a propagação
tradicional utilizada p
pelo ser humano e a cultura in vitro.
Æ Indique duas vantagens da micropropagação.
micropropagação
Reprodução
p
ç assexuada
Æ Os processos de reprodução assexuada estão associados à
divisão celular por mitose uma vez que um único progenitor dá
g
a um conjunto
j
de indivíduos q
que lhe são g
geneticamente
origem
idênticos – clones
clones.
Æ Clone – grupo de células geneticamente idênticas e descendentes
de uma só célula inicial. Também se aplica a uma linhagem de
indivíduos geneticamente idênticos.
Æ Clonagem – processo através do qual se obtém um clone.
Clonagem
g
em mamíferos
Em 1997, um grupo de investigadores escoceses, liderados por Ian
Wil t anunciou
Wilmut,
i
t clonado
ter
l
d uma ovelha
lh adulta.
d lt Para
P
i
isso,
este
t grupo
de investigadores transplantou uma célula das glândulas mamárias de
uma ovelha para um óvulo de outra ovelha.
Após ter cultivado estas células num meio de cultura apropriado, este
grupo parou o ciclo
i l celular
l l em G0. Seguidamente,
S
id
t fundiu
f di estas
t células
él l
com óvulos de ovelha, aos quais havia sido removido o núcleo. As
células resultantes desenvolveram embriões que foram implantados
numa outra ovelha. Só um, dos duzentos e setenta e sete embriões
produzidos inicialmente, completou o seu desenvolvimento. Desta
g
o p
primeiro clone de mamífero
forma,, tinha sido conseguido
manipulado pelo Homem.
I Wilmut
Ian
Wil t (n.
( 1944) e a ovelha
lh
Dolly.
Que técnica tornou p
possível a obtenção
ç da ovelha
Dolly?
Clonagem
g
de animais por
p transferência de núcleos
Æ O núcleo de uma célula do animal que se pretende clonar é
para um óvulo de outro animal da mesma espécie,
p
, ao
transferido p
qual se retirou o núcleo.
Reprodução
p
ç sexuada
Æ Reprodução sexuada – os novos indivíduos são originados a
partir de um ovo, célula que resulta da fusão de dois gâmetas
(FECUNDAÇÃO) e apresentam diferenças mais ou menos
acentuadas (variabilidade genética),
genética) quer entre si,
si que em relação
aos progenitores.
Æ Reprodução sexuada – forma preponderante de reprodução nos
animais e nas plantas.
Fecundação
ç – duplicação
p
ç cromossómica
Æ Fecundação – fusão (cariogamia) de duas células sexuais
(gâmetas
gâmetas) resultando o ovo ou zigoto
zigoto, portador da soma dos
cromossomas transportados pelos gâmetas – duplicação
cromossómica.
cromossómica
Cromossomas homólogos
g
Æ O ovo ou zigoto possui dois conjuntos de cromossomas, um de
origem paterna e outro de origem materna.
Æ Cada cromossoma de um destes conjuntos possui um
cromossoma correspondente (homólogo) – com forma e estrutura
idêntica e genes correspondentes – no outro conjunto.
Cromossomas homólogos
g
Æ As células que, como o ovo, cujos núcleos possuem pares de
g , denominam-se células diplóides
p
e a sua
cromossomas homólogos,
constituição cromossómica representa-se, simbolicamente, por 2n.
Æ Células
Cél l
di lóid
diplóides
(2n)) – possuem núcleos
ú l
com pares de
d
cromossomas homólogos, tendo cada par forma e estrutura
idênticas e genes com informação para as mesmas características.
Æ O número de cromossomas de cada espécie permanece constante
ao longo das gerações devido à meiose.
meiose
Fecundação
ç
Æ Na fecundação ocorre uma duplicação cromossómica,
cromossómica mas o
número de cromossomas mantém-se constante ao longo das
gerações graças à ocorrência de um processo de divisão nuclear
responsável
á l pela
l
produção
d ã
d
de
gâmetas
â t
com o número
ú
cromossómico reduzido a metade (n), designado meiose.
Meiose
Æ A meiose implica a passagem da diploidia para a haploidia, porque
as células p
por este p
processo originadas,
g
, os g
gâmetas,, são células
haplóides (n), pois os seus núcleos possuem um só cromossoma de
cada par de homólogos.