Reprodução nos seres vivos
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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.
