sexta-feira, 24 de abril de 2020
sábado, 4 de abril de 2020
ATIVIDADES 9º ANO - COVID 19 - 2020
TRANSMISSÃO DAS CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS
- O TRABALHO DE MENDEL
Devido aos avanços científicos na área da genética, compreendemos há algum tempo que os genes são responsáveis pelas características hereditárias, ou seja, aquelas transmitidas de pais para filhos. Mas a semelhança entre pais e filhos já foi explicada de diversas maneiras ao longo da história. Até meados do século XVIII, alguns cientistas acreditavam na teoria da pré-formação, segundo a qual cada espermatozoide conteria um indivíduo em miniatura, totalmente formado. Para outros cientistas, eram os fluidos do corpo, como o sangue, que continham as características transmitidas.
Outra ideia presente ao longo da história é a de que os elementos que determinavam as características paternas e maternas se misturavam nos filhos. Essa ideia ficou conhecida como teoria da herança misturada. De acordo com essa teoria, uma vez misturados, esses elementos não se separariam mais. Ideias como essas predominaram por quase todo o século XIX. Aproximadamente na mesma época, o monge austríaco Gregor Mendel (1822-
-1884) realizava pesquisas sobre a hereditariedade, de 1858 a 1866, ano de publicação do resultado de suas pesquisas. Ele utilizou como objetos de estudo as ervilhas da espécie Pisum sativum e seus experimentos foram feitos no jardim de um mosteiro na cidade de Brunn, na Áustria (hoje Brno, na República Tcheca; pronuncia-se "bruno"). Vamos ver agora como foram os experimentos de Mendel e como ele interpretou os resultados obtidos. Finalmente, veremos como os resultados podem ser interpretados com o conhecimento atual. Lembre-se de que na época de Mendel não se conheciam genes, cromossomos e outros conceitos que hoje nos permitem compreender melhor as leis da hereditariedade.
OS EXPERIMENTOS DE MENDEL
Para realizar seus experimentos, Mendel escolheu a ervilha da espécie Pisum sativum para obter cruzamentos. Veja a figura 1.3. Essa planta apresenta uma série de características que facilitaram o estudo de Mendel. Por exemplo, é fácil de cultivar, produz muitas sementes e, consequentemente, um grande número de descendentes. Em muitos experimentos de ciência, é importante usar amostras grandes. Isso permite uma avaliação melhor dos resultados porque facilita a identificação de padrões. Veremos agora como os padrões encontrados por Mendel permitiram o início do estudo da Genética
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| 1.3 Ervilha |
Além disso, as plantas de ervilhas apresentam partes masculinas
e femininas no mesmo pé. Assim, a parte masculina pode fecundar a parte feminina da mesma planta, processo conhecido como autofecundação. também é possível fazer uma fecundação cruzada, isto é, uma fecundação entre duas plantas diferentes de ervilha, como veremos adiante. Outra vantagem é que a ervilha apresenta algumas variações em suas características contrastantes e fáceis de se identificar: por exemplo, a cor da sua semente é amarela ou verde, sem tons intermediários; a forma da semente é lisa ou rugosa.
Para explicar a variação nas características encontradas na ervilha, Mendel supôs que, se uma planta tinha semente amarela, ela devia possuir algum "fator" responsável por essa cor. 0 mesmo ocorreria com a planta de semente verde, que teria um fator determinando essa coloração. Acompanhe na figura 1.5 uma representação simplificada do experimento de Mendel. Ao plantas de sementes amarelas com plantas de sementes verdes (chamadas geração parental ou P), ele obteve na 1 a geração filial (chamada geração F,) apenas plantas que produziam sementes amarelas. O que teria acontecido com o fator para a cor verde?
A resposta veio com a geração F2, isto é, a segunda geração filial, resultante do cruzamento de uma planta da geração F1, com ela mesma (por autofecundação). Reveja a figura 1.5. Em F2 a cor verde reapareceu em cerca de 25% das sementes obtidas. Assim, Mendel concluiu que o fator para a cor verde não tinha sido destruído , ele apenas não se manifestava na presença do fator para a cor amarela. Com base nisso, ele considerou dominante a característica "ervilha amarela" e recessiva a característica "ervilha verde".
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| Cruzamentos utilizados na 1ª Lei de Mendel |
AS CONCLUSÕES DE MENDEL
Seguindo os mesmos princípios desse experimento, Mendel realizou novos cruzamentos para testar se outras características da ervilha (como a forma da semente ou a forma da vagem); manifestavam-se de modo semelhante. Em todos os casos estudados, os resultados eram semelhantes ao que ele tinha observado para a característica cor da ervilha: a geração F1, tinha a característica dominante e a geração F2 apresentava uma proporção média de 3 dominantes para 1 recessivo, isto é, havia, por exemplo, uma quantidade três vezes maior de ervilhas de cor amarela do que de ervilhas cor verde.
Considerando esse padrão encontrado, Mendel chegou a algumas conclusões para explicar seus resultados:
• Cada organismo possui um par de fatores responsável pelo aparecimento de determinada característica.
• Esses fatores são recebidos dos indivíduos da geração paternal; cada um contribui com apenas um fator de cada par.
• Quando um organismo tem dois fatores diferentes, é possível que uma das características se manifeste (dominante) sobre a outra, que n ã o aparece (recessiva). Essas conclusões foram reunidas em uma lei que ficou conhecida como primeira lei de Mendel ou lei da segregação de um par de fatores. E costume enuncia-la assim: "Cada caráter é condicionado por um par de fatores que se separam na formação dos gâmetas, nos quais ocorrem em dose simples".
INTERPRETAÇÃO ATUAL DAS CONCLUSÕES DE MENDEL
Para interpretar as conclusões de Mendel à luz dos conhecimentos atuais, vamos recordar alguns conceitos que você aprendeu no 6º ano, quando estudou a organização básica das células; e no 8º ano, sobre a reprodução dos seres vivos. Muitos desses conceitos não eram conhecidos por Mendel, uma vez que vários desses conhecimentos científicos só foram desenvolvidos com base nas ideias dele.
Cromossomos e divisão celular:
Você viu que muitos organismos se reproduzem de forma sexuada. Nessa forma de reprodução são produzidas células especiais, os gâmetas, que se unem na fecundação, formando uma nova célula, o zigoto, também chamado célula-ovo. No núcleo dos gâmetas e das demais células existe um conjunto de minúsculos fios organizados em estruturas chamadas cromossomos (são mais visíveis ao microscópio quando a célula começa a se dividir). Eles são formados por uma substancia química chamada ácido desoxirribonucleico: o DNA. Cada cromossomo contém milhares de genes. Na maioria das células de um organismo, os cromossomos ocorrem aos pares. Para cada cromossomo existe outro com a mesma forma e o mesmo tamanho. Esses pares de cromossomos s ã o chamados homólogos. A ervilha estudada por Mendel, por exemplo, possui sete pares de cromossomos homólogos.
Nos gâmetas não há cromossomos em pares. Cada gameta contém apenas a metade do número de cromossomos das outras células do corpo. No caso da espécie humana, o espermatozoide e o ovócito II humanos têm, cada um, 23 cromossomos.
Quando os gâmetas se unem na fecundação, forma-se o zigoto, com 46 cromossomos, que se divide em outras células, também com 46 cromossomos. Veja a figura 1.8. No caso da ervilha, há sete cromossomos nos gâmetas e 1 4 na maioria das outras células.
Apesar de o zigoto se dividir, o número de cromossomos das células-filhas se mantém. Isso ocorre porque, antes de uma célula se dividir, cada cromossomo do núcleo se duplica. Com a duplicação dos cromossomos, a divisão do zigoto origina duas células- filhas com o mesmo número de cromossomos da célula original. Esse processo de divisão da célula é chamado de mitose.
E por que os gâmetas possuem metade do número de cromossomos das outras células de um organismo? Algumas das células do corpo sofrem uma divisão especial, chamada meiose, que produz células com a metade do número de cromossomos das demais. Veja a figura 1.10. Na espécie humana, por exemplo, esse processo ocorre nos testículos e nos ovários e são produzidos gâmetas (espermatozoides e ovócitos II). Já em plantas com flores, o processo ocorre na flor e as células produzidas são chamadas esporos, que depois se transformam em gâmetas.
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| Separação dos gametas |
GENES E AS CARACTERÍSTICAS HEREDITÁRIAS
uma representação simplificada de dois dos sete pares de cromossomos homólogos de uma célula da ervilha estudada por Mendel. O lugar em um cromossomo onde um gene está situado é chamado loco. Um par de cromossomos homólogos apresenta genes que atuam nas mesmas características e nas mesmas posições. Por exemplo, no primeiro par da figura, estão loco de um gene para a cor da semente em dois cromossomos homólogos; no outro, para a forma da semente. Em cromossomos homólogos pode haver formas ou versões diferentes de um mesmo gene. Essas diferentes versões são chamadas alelos Assim, em um dos cromossomos, por exemplo, há um alelo do gene para cor da semente que determina a cor amarela (representado pela letra V), e no loco correspondente do cromossomo homólogo há um alelo que determina a cor verde (representado pela letra v). No outro par, um dos cromossomos tem o alelo que determina semente com a superfície lisa (representado pela letra R) e o seu homólogo tem o alelo que determina semente com superfície rugosa (representado pela letra r).
Por convenção, usamos a letra inicial do caráter recessivo (verde e rugoso, neste caso) para denominar os alelos: o alelo responsável pela características dominante é indicado pela letra maiúscula e o responsável pela característica recessiva, pela letra minúscula. Assim, o alelo para a semente de cor amarela é representado pela letra V; o alelo para a cor verde pela letra v; para a forma lisa da semente é usada a letra R e para a forma rugosa, r.
O conjunto de alelos que um individuo possui em suas células é chamado de genótipo. Em relação ao seu genótipo, um individuo ou uma planta com dois alelos iguais (W ou w, no caso da ervilha) são chamados homozigotos (ou "puros", segundo Mendel), e um indivíduo ou planta com dois alelos diferentes (Vv, no caso da ervilha) são chamados heterozigotos (ou "híbridos", termo usado por Mendel). O genótipo e os fatores ambientais influenciam no conjunto de características manifestadas pelo indivíduo, como a cor ou forma da semente, por exemplo; ou a cor dos olhos, a cor da pele e a altura de uma pessoa. Dizemos que essas características formam o fenótipo do indivíduo.
À s vezes, o efeito do ambiente pode ser muito pequeno, como ocorre no caso da cor dos olhos de uma pessoa. Na maioria das vezes, porém, o ambiente pode influir bastante no fenótipo, como ocorre com a cor da pele. O termo ambiente abrange desde o ambiente interno de um organismo, como os nutrientes, até fatores físicos do ambiente externo, como a luz do sol, a alimentação e também fatores sociais e culturais, como a aprendizagem. Por isso, é mais adequado falar que um gene influencia uma característica do que falar que um gene determina uma característica.
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| Pareamento cromossômico |
POR QUE O TRABALHO DE MENDEL FOI IGNORADO?
O trabalho de Mendel permaneceu ignorado pela comunidade científica por mais de trinta anos. Para alguns historiadores, isso ocorreu porque as descobertas de Mendel foram ofuscadas pela polêmica acerca do livro A origem das espécies, de Charles Darwin. Outros consideram que os agrônomos da época estavam mais interessados em resultados práticos do que nas generalizações estatísticas de Mendel. E talvez os cientistas ainda não estivessem preparados para o uso da Estatística como Mendel estava.
0 certo é que as descobertas feitas nos estudos das células, que dariam uma evidência física para a hereditariedade, só ocorreram entre 1882 e 1903, e o trabalho de Mendel foi publicado em 1866. A redescoberta dos trabalhos de Mendel ocorreu por três cientistas que compreenderam e apoiaram suas ideias. William Bateson (1861 -1926; figura 1.12) estudava variações encontradas nas plantas e já tinha uma ideia de como planejar os experimentos mesmo antes de ler o trabalho de Mendel. Já Hugo de Vries (1848-1935; figura 1.13) e Carl Erich Correns (1864-1933; figura 1.14) desenvolveram de forma independente experimentos similares aos de Mendel e chegaram a conclusões semelhantes. É interessante pensar que, mesmo se Mendel não tivesse desenvolvido seus trabalhos, outros pesquisadores chegariam a conclusões semelhantes. Mesmo assim, houve oposição, principalmente pelo fato de as leis de Mendel não poderem ser aplicadas para todas as características hereditárias.
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| Gregor Johann Mendel |
EXPLICAÇÃO DOS RESULTADOS DE MENDEL
Como você aplicaria agora os conceitos que acabou de aprender para explicar os resultados e as conclusões a que Mendel chegou ao fazer seus experimentos com ervilhas? A que correspondem os "fatores" de Mendel? Vamos analisar o caso da cor da ervilha como exemplo.
Você aprendeu que na maioria das células os cromossomos ocorrem aos pares: são os cromossomos homólogos. Você também estudou que em cromossomos homólogos podem existir formas ou versões diferentes de um mesmo gene, os alelos. Assim, em um cromossomo pode haver um alelo para cor da semente que condiciona semente amarela (V), e na posição correspondente do outro cromossomo do par pode haver um alelo que determina a semente verde (v). Essa planta pode ser representada por Vv e ter á semente amarela, já que a cor verde é recessiva. Uma planta com semente verde será representada por vv. Já uma planta de semente amarela pode ser VV (se for homozigota) ou Vv (se for heterozigota).
Uma planta de ervilha amarela homozigota pode ser representada por VV, indicando que ela possui dois alelos para a cor amarela em suas células. Essa planta irá produzir apenas gâmetas com o alelo V. A planta de ervilha verde, representada por vv, irá produzir apenas gâmetas com o alelo v. Com a fecundação, forma-se então uma planta amarela heterozigota, representada por Vv. Foi isso que aconteceu na formação da primeira geração no cruzamento de Mendel: plantas de ervilhas amarelas cruzadas com as de ervilhas verdes originaram apenas plantas de ervilhas amarelas (Vv).
A ervilha amarela da geração F1, é heterozigota (Vv). Então ela irá produzir gametas com o alelo V e gâmetas com o alelo v. Isso ocorre na mesma proporção, ou seja, metade dos gâmetas terá o alelo V e a outra metade teráo alelo v. A autofecundação de uma planta Vv equivale ao cruzamento entre duas plantas heterozigotas (Vv e Vv). As fecundações ocorrem ao acaso. Isso significa que o fato de um gameta possuir determinado alelo não faz com que ele tenha chance maior de fecundar ou ser fecundado. Um gameta com o alelo V tem a mesma chance ou probabilidade- de 50% - de fecundar (ou ser fecundado) que um gameta com o alelo v. que há quatro possibilidades de fecundação na formação das sementes da segunda geração. Note que elas têm chances iguais de ocorrer:
• 25% de chance de um gameta masculino V fecundar um gameta feminino V, formando uma semente VV;
• 25% de chance de um gameta masculino V fecundar um gameta feminino v, formando uma semente Vv;
• 25% de chance de um gameta masculino v fecundar um gameta feminino V, formando uma semente Vv;
• 25% de chance de um gameta masculino v fecundar um gameta feminino v, formando uma semente vv.
Embora existam quatro possibilidades de fecundação, cada uma com 25% de probabilidade de ocorrer, duas delas resultam no mesmo tipo de genótipo: Vv. Portanto, podemos esperar desse cruzamento a proporção de uma semente com g e n ó t i po VV, duas Vv e uma vv (isto é, três sementes amarelas e uma verde a cada quatro sementes), ou, em porcentagem, 75% amarelas 3/4 e 25% verdes 1/4 - Veja outra forma de representar esse cruzamento no quadro a seguir, na figura 1.18, onde estão representados os gametas originados pelos indivíduos no cruzamento e os resultados das fecundações possíveis. Lembre-se de que há duas possibilidades de uma semente Vv ser formada: quando um gameta masculino V fecunda um gameta feminino v e quando um gameta masculino v fecunda um gameta feminino V.
Por isso, o genótipo Vv aparece duas vezes no quadro e tem de ser contado duas vezes quando calculamos a proporção de, em quatro sementes, duas serem Vv. Veja que no quadro aparecem os genótipos VV (uma vez); Vv (duas vezes) e vv (uma vez). Como no quadro aparecem quatro possibilidades, a frequência de genótipos V V é 1/4; a de Vv, 2/4 ; a de vv, 1/4. Em outras palavras, a proporção genotípica é 1 : 2 : 1.
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| Quadro de Punnet |
A SEGUNDA LEI DE MENDEL
A primeira lei de Mendel analisa uma característica de cada vez: apenas a cor da semente ou apenas sua textura, por exemplo. Seria possível analisar mais de uma característica ao mesmo tempo? Mendel cruzou ervilhas puras (homozigotas) para semente amarela e para superfície lisa (caracteres dominantes) com ervilhas de semente verde e superfície rugosa (caracteres recessivos). Constatou que F1, era totalmente constituída por indivíduos com sementes amarelas e lisas, o que era esperado, uma vez que esses caracteres são dominantes e os pais eram homozigotos. Ao provocar a autofecundação de um indivíduo F1, observou que a geração F2 era composta de quatro tipos de sementes: amarela e lisa, amarela e rugosa, verde e lisa, verde e rugosa. Os fenótipos "amarela e lisa" e "verde e rugosa" já eram conhecidos, mas os tipos "amarela e rugosa" e "verde e lisa" não estavam presentes na geração parental nem na F1.
A partir desses dados, Mendel formulou sua segunda lei, também chamada lei da recombinação ou lei da segregação independente, que pode ser enunciada da seguinte maneira: "Em um cruzamento em que estejam envolvidos dois ou mais caracteres, os fatores que condicionam cada um se separam (se segregam) de forma independente durante a formação dos gâmetas, recombinam-se ao acaso e formam todas as combinações possíveis". Em termos atuais, dizemos que a separação do par de alelos para a cor da semente (V e v, com V condicionando semente amarela e v, semente verde) não interfere na separação do par de alelos para a forma da semente (R condicionando semente lisa e r, semente rugosa).
O genótipo de plantas de ervilhas com sementes amarelas e lisas puras (homozigotas) é VVRR e o de plantas com sementes verdes e rugosas é vvrr. A planta VVRR produz gâmetas VR, e a planta vvrr, gâmetas vr. A união de gâmetas VR e vr produz apenas um tipo de planta na geração F,: VvRr. Esse indivíduo é duplamente heterozigoto, ou seja, heterozigoto para a cor da semente e heterozigoto para a forma da semente, e produz quatro tipos de gâmetas: VR, Vr,vR e vr. Todos podem ocorrer com a mesma frequência: 25% ou 1/4.
As sementes resultantes da autofecundação dessa planta duplo-heterozigota (VvRr) serão as possíveis combinações entre esses quatro tipos de gâmetas.
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| 2ª Lei de Mendel e a proporção. 9:3:3:1 |
ATIVIDADES:
1 • Os gêmeos univitelinos são geneticamente iguais, pois vieram de um mesmo zigoto. Isso significa que todas as suas características são também idênticas? Justifique sua resposta.
2 • Em seu caderno, indique a opção falsa:
a) o fenótipo é influenciado pelo ambiente.
b) o fenótipo depende do genótipo e do meio ambiente.
c) o genótipo depende do fenótipo e do meio ambiente.
d) o genótipo depende dos genes.
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De olho no texto:
O texto a seguir foi retirado do site da Sociedade Brasileira de Dermatologia. Ele descreve o albinismo óculo cutâneo, ou seja, aquele que atinge os olhos e a pele. Leia o texto e faça o que se pede. O albinismo óculo cutâneo é uma desordem genética na qual ocorre um defeito na produção da melanina, pigmento que d á cor a pele, cabelo e olhos.
[....]
Os sintomas são variáveis de acordo com o tipo de mutação apresentada pelo paciente. A mutação envolvida determina a quantidade de melanina produzida, que pode ser totalmente ausente ou estar parcialmente presente. Assim sendo, a tonalidade da pele pode variar do branco a tons um pouco mais amarronzados; os cabelos podem ser totalmente
brancos, amarelados, avermelhados ou acastanhados e os olhos avermelhados (ausência completa de pigmento, deixando transparecer os vasos da retina), azuis ou acastanhados. Devido a deficiência de melanina, pigmento que além de ser responsável pela coloração da pele, a protege contra a ação da radiação ultravioleta, os albinos são altamente suscetíveis aos danos causados pelo sol. Apresentando frequentemente, envelhecimento precoce [...] e câncer da pele, ainda muito jovens. Não é incomum encontrar albinos na faixa dos 20 a 30 anos com câncer da pele avançado, especialmente aqueles que moram em regiões quentes e se expõem de forma prolongada e intensa à radiação solar.
[...]
Não existe, atualmente, nenhum tratamento específico e efetivo, pois o albinismo é decorrente de uma mutação geneticamente
determinada.
[...]
Como a principal fonte de vitamina D é proveniente da exposição solar, e os albinos precisam realizar foto proteção estrita, é necessária a suplementação com vitamina D, para evitar os problemas decorrentes da deficiência dessa vitamina, como alterações ósseas e imunológicas.
RESPONDA:
a) Consulte em dicionários o significado das palavras que você não conhece e redija uma definição para essas palavras.
b) Por que podem existir variações na forma como o albinismo se apresenta?
c) De acordo com o texto, pessoas com albinismo devem usar foto proteção estrita, ou seja, não podem se expor ao
sol. Por que as pessoas com albinismo são mais sensíveis aos danos causados pelo sol?
d) Que implicações a falta de exposição ao sol pode trazer?
e) A radiação solar é muito perigosa para pessoas com albinismo. Mas também traz problemas para todas as pessoas que
se expõem em excesso. Pense em medidas que uma cidade pode tomar para permitir que as pessoas se protejam do sol.
f) Imagine que o albinismo é causado por um gene. Um homem heterozigoto para o albinismo (Aa) é casado com uma
mulher albina (aa). Quais são os gâmetas produzidos pelo homem? e pela mulher?
g) Quais são os genótipos dos possíveis filhos desse casal? Há chances de nascerem crianças com albinismo?
sexta-feira, 3 de abril de 2020
ATIVIDADES 8º ANO - COVID 19 - 2020
Reprodução
É por meio da reprodução que a vida se mantém. Sem a capacidade de se reproduzir, as espécies seriam extintas. Para a espécie humana, as relações sexuais e a reprodução envolvem também emoções, sentimentos e comportamentos que são influenciados por nossa cultura e por vivências pessoais. Cabe a cada indivíduo respeitar todas as pessoas, independentemente das diferenças na maneira de pensar ou de agir.
TIPOS DE REPRODUÇÃO
1 Reprodução assexuada
Nos seres vivos, a reprodução pode ser assexuada ou sexuada, ou podem ocorrer as duas formas ao longo do ciclo de vida. A reprodução assexuada é encontrada em muitos seres unicelulares, em alguns animais e na maioria das plantas. Nela, a reprodução ocorre sem a união de células reprodutoras ( gametas). Vamos estudar como ela ocorre utilizando bactérias como exemplo. As bactérias são seres unicelulares procariontes, ou seja, que não possuem material genético dentro de um núcleo, mas, sim, disperso no citoplasma. Elas são encontradas e m toda parte: algumas espécies prejudicam a saúde de outros seres vivos, mas muitas atuam na reciclagem da matéria orgânica e são importantes para o equilíbrio ecológico. Em geral, a reprodução das bactérias ocorre por simples divisão , ou seja, a célula bacteriana se divide DNA e m duas bactérias exatamente iguais à original. Em condições ideais, isto é, com alimento disponível e na temperatura adequada, as bactérias podem se dividir muito rapidamente Veja a figura 1.2 Observe que no interior da bactéria está o material genético da célula . Esse material genético pode se organizar na forma de cromossomos, que contém os genes. O DNA se duplica (produz cópias de si mesmo) e cada cópia fica com uma das células - filhas. Veremos com mais detalhes no 9 a ano que os genes controlam varias funções das células.
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| célula procarionte |
Na reprodução assexuada há a participação de apenas um individuo, que se divide. Portanto, essa forma de reprodução é simples e rápida, e produz indivíduos com os mesmos genes do individuo original. As bactérias podem ainda se reproduzir de outra maneira. Por vezes, uma bactéria se liga a outra e alguns genes são transferidos entre elas. Esse processo é chamado conjugação. Apos a troca de genes, as bactérias se separam. Por meio da conjugação, u m gene que confere resistência a um antibiótico , por exemplo, pode se espalhar em uma população, tornando-a resistente a esse antibiótico. A reprodução assexuada é encontrada também em outros seres unicelulares, como os protozoários . Ao contrário das bactérias - seres procariontes - , os protozoários são seres eucariontes, ou seja, possuem, no interior das células , um núcleo onde está o material genético . Antes de a célula se dividir, cada cromossomo se duplica. Então , quando a célula se dividir e m duas, em principio cada uma delas terá o mesmo número de cromossomos e o s mesmos genes que a célula original.
REPRODUÇÃO ASSEXUADA NOS FUNGOS
Alguns fungos, conhecidos como leveduras, são unicelulares. Esses organismos podem ser usados pelos seres humanos para a produção de pães e outros alimentos . A maioria dos fungos, entretanto, é multicelular. Observando um cogumelo ou um pouco de mofo ao microscópio , veremos que seus corpos são formados por um conjunto de filamentos, as hifas (do grego hyphé, que significa "teia").Os fungos não tem capacidade de se locomover. Como você imagina então que eles puderam se espalhar por todo o planeta? Os fungos podem gerar, de forma assexuada, células microscópicas chamadas esporos, o s quais podem ser levados pelo vento. Quando um esporo cai sobre matéria orgânica , como uma fatia de pão ou uma fruta, ele se multiplica e dá origem às hifas, que se ramificam e penetram no material. É assim que um novo fungo se forma. A produção de esporos, portanto, permite que organismos que não se deslocam, como os fungos, espalhem-se por novos ambientes. Além da reprodução assexuada, os fungos também realizam a reprodução sexuada.
REPRODUÇÃO ASSEXUADA EM ANIMAIS E PLANTAS
A reprodução assexuada também ocorre em muitos invertebrados, como a planaria grupo dos platelmintos), que vive na água ou em solo úmido. Os corais e as hidras (grupo dos cnídarios) podem se reproduzir de maneira assexuada ou sexuada. Na reprodução assexuada, um grupo de células se multiplica e forma pequenos brotos. Esses brotos podem permanecer presos ao organismo que os produziu ou podem se soltar. Quando se soltam , originam um individuo isolado. Esse tipo de reprodução é chamado brotamento e ocorre também nas esponjas (grupo dos poríferos ). As plantas também podem se reproduzir de maneira assexuada. Isso ocorre, por exemplo, na plantação da cana - de - açúcar , em que pedaços do caule da planta são colocados no solo e se desenvolvem em novos organismos com material genético idêntico ao original. A reprodução assexuada também ocorre de forma natural, em caules subterrâneos e rasteiros, por exemplo. Esses caules vão se ramificando e, como ocorre com a batata - inglesa , formando raízes que originam novas mudas. Raízes, como a batata-doce, também podem originar novas mudas.
REPRODUÇÃO SEXUADA
Na maioria dos animais e e m muitas plantas e outros seres uivos ocorre a reprodução sexuada: são produzidas células reprodutivas, os gâmetas, que se unem e formam u m a nova célula . Essa união é chamada fecundação ou fertilização e a célula formada é chamada zigoto ou célula - ovo . A partir da célula inicial u m novo individuo será formado. A maior parte das espécies com reprodução sexuada apresenta, separadamente, indivíduos do sexo feminino e indivíduos do sexo masculino. 0 sexo masculino produz o gameta masculino e o sexo feminino produz o gameta feminino.
REPRODUÇÃO SEXUADA EM ANIMAIS
Nos animais, o gameta masculino é chamado de espermatozoide e o gameta feminino é conhecido como óvulo . Quando os dois gametas se unem, ocorre a fecundação, que dão origem ao zigoto. O zigoto então se divide e origina duas células - filhas. Em seguida, o processo se repete e uma série de divisões produz mais células originando um novo ser vivo. Há ainda especies em que o macho corteja a fêmea com uma dança. É o caso do albatroz e do avestruz, que executam uma curiosa dança para a fêmea antes de serem aceitos para o acasalamento. Em outros casos, os machos utilizam sons para atrair as fêmeas, como o canto de muitas aves e o coaxar de alguns anfíbios, que produzem sons amplificados pelo saco vocal. O coaxar varia de acordo com a especie e, na época da reprodução, a fêmea é atraída pelo coaxar do macho de sua própria espécie. Em insetos como cupins e formigas, os machos e as fêmeas têm asas apenas na época da reprodução, no chamado voo nupcial.
A FECUNDAÇÃO E O LOCAL DE DESENVOLVIMENTO
O encontra de gâmetas de alguns animais ocorre fora do corpo. Esse tipo de fecundação, chamada fecundação externa, é comum em muitos animais aquáticos, como certos cnidários, peixes e anfíbios, em que o macho e a fêmea lançam seus gâmetas na água ela ocorre a fecundação.
Quando a fecundação é externa , as chances de os gâmetas se encontrarem é menor, mas isso é compensado pela grande quantidade de óvulos produzidos e liberados no ambiente. Mesmo assim, poucos embriões sobrevivem e completam o desenvolvimento, uma vez que ficam expostos aos perigos do ambiente, sem a proteção dos pais. A fêmea do peixe dourado, por exemplo, produz cerca de 2 milhões de óvulos na época de reprodução; no entanto, calcula-se que menos de dez filhotes cheguem a fase adulta.
A fecundação interna é a forma mais comum em animais terrestres, como répteis, aves, mamíferos (como os seres humanos) e diversos invertebrados (como os insetos e as aranhas). É encontrada também alguns animais aquáticos, como o polvo, a lula e alguns peixes. Nesse tipo de fecundação, há maior chance de a fecundação se realizar - em comparação com a fecundação externa - e a produção de óvulos geralmente é menor. A fecundação interna é vantajosa no ambiente terrestre porque evita a perda de água ( desidratação) dos gâmetas e dos embriões. Além disso, a produção de óvulos e de embriões pode ser menor, porque a proteção aos embriões é maior, assim como a probabilidade de sobrevivência deles até a idade adulta.
Alguns animais com fecundação interna são ovíparos (do latim ovi, "ovo"; parere, "dar à luz"): a fêmea libera o ovo no ambiente e o embrião se desenvolve utilizando as reservas nutritivas presentes no ovo. É o caso de vários invertebrados, de alguns peixes, dos répteis em geral e de todas as aves. como ocorre a reprodução das tartarugas marinhas.
Mo caso dos animais que põem ovos em meio terrestre, a casca e outras estruturas protegem o embrião contra a perda de água. Dentro do ovo há reservas de alimento, como a gema e a clara, por exemplo. Essas reservas permitem que o filhote saia já formado ovo, semelhante ao adulto. Há ainda estruturas que permitem a respiração e o recolhimento de resíduos produzidos pelo embrião.
ovo das aves é semelhante ao dos répteis: tem a função de proteger e alimentar o embrião, além de conter estruturas - como o âmnio - que permitem o desenvolvimento desse embrião no meio terrestre. O óvulo possui a gema, que é u m a reserva de alimento para o futuro embrião, no interior do citoplasma. Depois da fecundação, o zigoto desce por um canal, chamado tuba uterina. Nesse caminho, fomam-se em torno do zigoto a clara e a casca de carbonato de cálcio. Assim como a gema, a clara é reserva de alimento - ambas serão consumidas pelo embrião durante seu desenvolvimento. A maioria das aves constrói ninhos com gravetos, grama, pelos, penas, barro, etc, onde depositam e chocam os ovos. O calor do corpo é importante para o desenvolvimento do embrião , e o ninho também ajuda a proteger os ovos contra os predadores. Após o tempo de incubação, que varia de espécie para espécie, ocorre a eclosão: a casca do ovo se quebra e o filhote sai. Durante algum tempo, o filhote continuara a ser alimentado e protegido, geralmente por ambos os pais. No caso da galinha domestica, o tempo de incubação é de 21 dias. Mas os ovos que estão à venda no mercado geralmente não contém zigoto, ou seja, não originam novos organismos, porque vêm de galinhas criadas em granjas e que não foram fecundadas. São, portanto, óvulos não fecundados, envolvidos por clara, gema e casca. Popularmente, diz-se que não são ovos "galados".
Outros animais de fecundação interna são vivíparos (do latim viviparu, "o que nasce já formado"), como é o caso dos mamíferos em geral. O embrião troca substancias com o sangue materno através da placenta, que se forma no útero da mãe. Ele recebe o alimento e o oxigênio necessário, e elimina os resíduos produzidos pelas células. Há ainda os animais ovovíparos: o ovo com casca é retido dentro da fêmea até que o desenvolvimento se complete e o filhote saia formado. É o caso de alguns invertebrados, de alguns peixes e de algumas serpentes.
TIPOS DE DESENVOLVIMENTO
Em répteis e aves, que apresentam ovos com grande quantidade de reservas de alimento, os filhotes já nascem semelhantes ao adulto. O mesmo ocorre com os mamíferos, mas, nesse caso, o filhote recebe o alimento diretamente da mãe. Dizemos que nesses animais ocorre desenvolvimento direto. A maioria dos peixes também ocorre desenvolvimento direto. Entretanto, nem todos os animais se desenvolvem dessa forma, Certos animais geram filhotes bem diferentes dos adultos, podendo até ocupar nichos e ambientes distintos. No ciclo de vida desses animais, há fases de desenvolvimento o que antecedem a fase adulta. A fase inicial é conhecida como larva. As larvas são capazes de se locomover, capturar e armazenar quantidade suficiente de alimento e entrara se transformar em um animal adulto. Esse tipo de desenvolvimento é chamado desenvolvimento indireto. A transformação que ocorre nesse tipo de desenvolvimento é chamada metamorfose (do grego meta, "além de"; morphé, "forma") e ocorre com diversos invertebrados (muitos insetos, crustáceos e moluscos) e com os anfíbios (como sapos e rãs ) . Vamos estudar o caso dos insetos.
No caso dos gafanhotos e das baratas, o individuo que nasce do ovo tem semelhança com o adulto, mas ainda passa por transformações (desenvolve asas, por exemplo) até chegar à fase adulta. Entretanto, na maioria dos insetos - entre eles, as borboletas, s mosquitos e os besouros - o ovo origina uma larva muito diferente do adulto e que sofre várias transformações. Nesses animais, a metamorfose ocorre e m três etapas: larva—> pupa; imago ou adulto. Alguns insetos, como as traças, já saem do ovo com a forma do corpo semelhante à do adulto, ou seja, não sofrem metamorfose.
No caso das borboletas e das mariposas, do ovo sai uma larva (lagarta), que, depois de se alimentar e crescer, forma um casulo e entra na fase imóvel de pupa ( também chamada, neste caso, crisalida); do casulo, após certo tempo, sai o inseto adulto, sexualmente maduro. Na maioria dos casos, as larvas e os adultos tem hábitos alimentares diferentes e vivem em ambientes distintos. A vantagem disso é que os indivíduos da mesma espécie em diferentes estágios de desenvolvimento não competem entre si, o que aumentas as chances de sobrevivência e, consequentemente, de reprodução.
Os anfíbios, em geral, dependem da água para a reprodução - já que o encontro dos gâmetas ocorre fora do corpo da fêmea - e o ovo não possui uma casca protetora que evita a desidratação, como no caso dos répteis e das aves. Do zigoto forma - se uma larva aquática chamada girino, no caso de sapos, rãs e pererecas. O girino sofre transformações e origina o animal adulto, que, embora seja terrestre, vive, em muitos casos, em ambiente úmido, dependendo dele tanto pelo seu modo de reprodução como pelo seu tipo de respiração. Conhecer os diferentes estágios durante a reprodução dos seres vivos, principalmente os que sofrem metamorfose, é importante para compreender como combater pragas ou garantir a preservação de espécies ameaçadas.
REPRODUÇÃO SEXUADA DAS PLANTAS
Briófitas e Pteridófitas:
Existem dois grandes grupos de plantas que dependem da água para que ocorra a fecundação: as briófitas, representadas pelos musgos, e as pteridófitas, representadas pelas samambaias. Nesses dois grupos de plantas, o gameta masculino é chamado anterozoide e se desloca em um meio aquático em direção ao gameta feminino, chamado oosfera (oon, em latim, significa "ovo").Nos musgos, os anterozoides chegam até a oosfera nadando e m uma película de água da chuva ou de orvalho. Após a fecundação, forma-se uma estrutura chamada esporófito, que produz esporos, células resistentes capazes de originar outro organismo. Os esporos são levados pelo vento e, quando chegam ao solo, desenvolvem-se e formam o gametófito, que tem a forma do musgo que conhecemos e produz gâmetas. Assim, a dispersão dos esporos permite que a espécie se espalhe pelo ambiente. No caso das samambaias, a planta produz esporos dentro dos esporângios, órgãos que formam os soros, estruturas que ficam na face inferior da folha e que, a olho nu, parecem pequenos pontos. Esses esporos caem no solo e originam uma pequena planta em forma de coração, o protalo (do grego pró, "anterior", e thallós, "ramo verde"), que produz gâmetas masculinos e femininos. Quando o protalo fica coberto de água da chuva o u pelo orvalho, o anterozoide nada sobre a superfície dele e se une à oosfera, formando um zigoto. O zigoto origina uma nova planta e o protalo se degenera.
Vimos que, nos musgos, o esporófito se desenvolve em cima do gametófito feminino, e o gametófito é a forma mais desenvolvida e que vive mais tempo. já na samambaia, a planta mais desenvolvida é um esporófito, ou seja, a forma que produz os esporos, e não os gametas. Em ambos os casos os anterozoides dependem da água para fecundar a oosfera. Por esse motivo, briófitas e pteridófitas são mais comuns e m regiões úmidas.
PLANTAS COM SEMENTE
Vamos ver como ocorre a reprodução das plantas com semente, as gimnospermas (plantas c om cones e sementes) e as angiospermas (plantas c om flores e sementes dentro de frutos). No caso das gimnospermas - como o pinheiro - do - Paraná - , a estrutura reprodutora é chamada de cone ou estróbilo. Os cones femininos produzem o gameta feminino, a oosfera, e os cones masculinos produzem grãos de pólen, estruturas que contém e protegem os gâmetas masculinos. No pinheiro - do - paraná, a semente é conhecida como pinhão e o cone feminino com as sementes é conhecido como pinha. Transporte dos grãos de pólen até a estrutura feminina chamado polinização. No caso das gimnospermas, ela é realizada pelo vento. Nas gimnospermas, a fecundação não depende da água, como veremos com mais detalhes a seguir. Além disso, nas sementes dessas plantas uma parte da casca forma uma membrana (como se fosse uma "asa") que facilita a impulsão pelo vento. Dessa maneira, além de proteger e alimentar o embrião, a semente facilita a dispersão do vegetal pelo ambiente.
Veja como ocorre a fecundação em um pinheiro. Quando chega ao cone feminino, o grão de pólen forma um tubo, o tubo polínico, que cresce e se aprofunda na estrutura reprodutora feminina, levando os gâmetas masculinos até a oosfera.Quando um deles se une à oosfera, forma - se o zigoto, que vai se dividir e formar o embrião da planta. Com o tubo polínico, não há necessidade de meio aquático para a fecundação , como é o caso de briófitas e pteridófitas. Após a fecundação, - forma-se uma reserva de "alimento", que vai nutrir o embrião no inicio do desenvolvimento, e, ao redor, uma casca resistente que protege o embrião e a reserva. Esse conjunto é a semente. As partes de uma flor, que é a estrutura reprodutora das angiospermas. Nela, ocorrem a fecundação, a a formação do fruto e a produção da semente.
Nos estames s ã o produzidos os grãos de pólen. No pistilo há uma parte dilatada, o ovário, onde é produzida a oosfera. Depois da fecundação, a oosfera vai originar o zigoto, que se transformará no embrião. Na base da flor estão as sépalas , que podem ser verdes ou de outra cor. O conjunto de sépalas é denominado cálice. As pétalas formam a corola e são muitas vezes coloridas e perfumadas. Além disso, muitas flores produzem uma secreção rica em açucares o néctar. Na polinização, os grãos de pólen são transportados dos estames para o pistilo. Em algumas espécies de angiospermas, o grão de pólen também pode ser levado pelo vento. Em muitas plantas, no entanto, esse transporte feito por insetos e ouros animais (como aves e morcegos) que se alimentam de néctar ou de pólen. Quando um animal polinizador se aproxima da flor, alguns grãos de pólen grudam no corpo dele; quando ele visitar outra planta da mesma espécie, o pólen poderá cair sobre a parte feminina da flor e resultar em fecundação. Muitas plantas polinizadas por animais apresentam, além do néctar, pétalas coloridas e odores que os atraem.
Quando chega à parte feminina da flor, o grão de pólen forma o tubo polínico, que cresce e leva os gâmetas masculinos até o gameta feminino (oosfera). A oosfera encontra- -se dentro de uma cápsula, o óvulo, onde ocorre a fecundação. Após a fecundação, forma-se uma casca resistente em volta do óvulo. Sob essa casca encontra-se o embrião e uma reserva de alimento que vai nutri-lo no inicio de seu desenvolvimento. Esse conjunto forma a semente. A casca da semente protege o embrião contra a desidratação e contra a predação de animais, fungos e bactérias. Assim como ocorre nas gimnospermas, as angiospermas também não dependem da á g u a para a fecundação, uma vez que há a presença do tubo polínico e da polinização. A dispersão por animais, exclusiva desse grupo, resulta em maiores chances de o pólen chegar a outra flor da mesma espécie, pois é mais específica que a polinização pelo vento. Esses fatores explicam por que os membros desse grupo ocupam c om sucesso o ambiente terrestre. Nas angiospermas, a semente é protegida pelo ovário, que se desenvolverá em fruto.
As substâncias nutritivas de muitos frutos atraem animais que os comem. Muitas vezes, as sementes são desprezadas ou, se ingeridas com o fruto, são eliminadas nas fezes. Isso ajuda as sementes a se dispersarem no ambiente. Mas a dispersão da semente não é feita apenas por meio de frutos ingeridos por animais. Veja estes exemplos:
• Os frutos de plantas que crescem perto de rios ou mares, como o coqueiro, caem na água e podem ser levados para locais distantes.
• Os frutos de plantas como o carrapicho se prendem aos corpos de animais e à s roupas e são carregados para longe da planta de origem.
• Certos frutos, como os da planta dente - de - leão, são muito leves e podem ser dispersados pelo vento.
FRUTOS E PSEUDOFRUTOS
Melancia, melão, abacate, pêssego, mamão, manga, goiaba, tomate, uva, limão e laranja s ã o alguns exemplos de frutos carnosos, ou seja, suculentos e ricos em açúcares e outras substancias nutritivas. Essas substâncias geralmente se encontram na parte do fruto chamada de mesocarpo, que está envolvida pela casca, o epicarpo. A parte mais interna do fruto, o endocarpo, envolve e protege a semente. O epicarpo (o envoltório do fruto), o mesocarpo (em geral polpa ou massa carnuda) e o endocarpo (às vezes, película fina, às vezes, camada dura e grossa, com exceções ) formam o pericarpo.Podemos dizer, portanto, que um fruto é composto basicamente de pericarpo e semente. Você notou que o tomate é chamado de fruto? Em Biologia o termo "fruto" tem um significado diferente do termo popular "fruta". O fruto corresponde ao ovário desenvolvido: a abóbora, o chuchu, a berinjela, o pepino, o tomate, o pimentão e o quiabo, por exemplo, são frutos.
Pode parecer estranho chamar alimentos como o chuchu ou a berinjela de frutos, não é? Provavelmente você já deve ter ouvido falar que esses alimentos são legumes, hortaliças ou verduras. Esses três termos na linguagem do dia a dia incluem várias partes das plantas, como folhas, raízes, caules e frutos.
Em Botânica, o termo "legume" é o nome de um tipo de fruto encontrado nas leguminosas (feijão, soja, ervilha, etc), que é também conhecido por vagem. O termo popular "fruta" indica as partes comestíveis de sabor agradável e adocicado de certos frutos, mas que nem sempre correspondem ao desenvolvimento do ovário. Algumas vezes, as frutas se originam de outras partes da flor, as quais se tornam carnosas e suculentas depois da fecundação. Nesse caso, para a Biologia, não são frutos verdadeiros e, por isso, recebem o nome de pseudofrutos. Um exemplo de pseudofruto é o caju: a parte suculenta vem do desenvolvimento do pedúnculo da flor ( pedúnculo é a haste que sustenta a flor). O fruto verdadeiro, originado do desenvolvimento do ovário, é a castanha. Outros exemplos de pseudofrutos são a maçã, o morango, o figo e o abacaxi. Na maçã, o fruto é a parte central, que envolve as sementes. A parte carnosa se origina do receptáculo (parte dilatada do pedúnculo) da flor. No morango, os frutos são os pequenos pontos amarelados espalhados pela parte carnosa e vermelha, Essa parte, assim como as partes comestíveis do figo e do abacaxi se desenvolvem de receptáculos e de outras estruturas da flor reunidas em um conjunto chamado inflorescência. Finalmente, existem frutos que não têm o pericarpo suculento, como os carnosos: são os frutos secos. Ex.: Alguns frutos secos. Grãos de milho; castanhas-do-pará sementes de girassol.
DESENVOLVIMENTO DA SEMENTE
Caso a semente esteja em um ambiente com as condições apropriadas, ela pode germinar. Na semente, além das partes que vão originar a raiz, o caule e as folhas da planta (ou seja, o embrião) encontramos os cotilédones: folhas especiais com função de armazenar nutrientes ou transferi-los da reserva nutritiva da semente para o embrião. Dependendo da espécie, a sua semente pode resistir por longo tempo ao frio e a falta de água e só germinar em condições favoráveis. Ela pode também ser levada pelo vento, pela água ou por animais para longe da planta de origem. Dessa maneira além de proteger e nutrir o embrião, facilita a dispersão. Portanto, o surgimento da semente em gimnospermas e angiospermas também representou uma adaptação ao ambiente terrestre.
REPRODUÇÃO SEXUADA E VARIABILIDADE
Como vimos, a maioria das espécies multicelulares apresenta a reprodução sexuada. Mesmo aquelas que se reproduzem de forma assexuada podem apresentar reprodução sexuada em algum momento. Mas, se a reprodução assexuada é mais simples e rápida por que tantos organismos se reproduzem de modo sexuado? A reprodução sexuada gera organismos diferentes do original. Isso ocorre porque os gâmetas são geneticamente diferentes e vêm, em geral, de indivíduos diferentes. Na fecundação, os genes presentes em cada gameta se associam, produzindo diversas combinações. Podemos dizer que é como em um jogo de baralho em que recebemos diferentes combinações de cartas.
Portanto, a reprodução sexuada aumenta a variabilidade genética entre os descendentes. Quando um ser vivo se reproduz de forma assexuada, os descendentes são geneticamente iguais - é o caso da bananeira por exemplo. Então, imagine que um vírus infecte um desses indivíduos: a chance de a doença se espalhar por todos eles é grande, já que possuem os mesmos genes. A variabilidade genética, portanto, aumentaria a chance de algum descendente geneticamente mais resistente ao vírus sobreviver até a idade adulta.
ATIVIDADES:
1) O ser humano tem aproveitado a capacidade de reprodução assexuada das plantas para produzir, rapidamente e em grande quantidade, plantas com características selecionadas. A reprodução assexuada garante que todas as plantas produzidas tenham as mesmas características da planta inicial. Explique por que todas as plantas produzidas assexuadamente têm as características da planta inicial ou matriz.
2) Alguns animais sésseis, ou seja, que não se deslocam do seu local de fixação, produzem larvas móveis durante sua reprodução. É o caso dos corais e das esponjas. Qual a vantagem desse tipo de larva para o animal?
3) Em animais que se reproduzem com fecundação interna, o macho insere os gâmetas masculinos dentro do corpo da fêmea. Qual a vantagem desse tipo de fecundação nos organismos terrestres?
4) A gema do ovo de aves e répteis serve de alimento para o embrião. E os embriões da maioria dos mamíferos, como conseguem alimento?
5) A fêmea do mosquito Aedes aegypti põe seus ovos em locais de água limpa e parada, como pratos de vasos. Após um período em que se alimentam, as larvas se transformam em pupa. Cerca de dois a três dias depois, libera-se o mosquito adulto.
a) Como se chama o processo de transformação da larva no individuo adulto? Dê outro exemplo de animal que se desenvolve como os mosquitos.
b) Para os mosquitos, qual a vantagem de as larvas viverem em locais diferentes dos adultos?
c) A fêmea do mosquito Aedes aegypti consome sangue de seres humanos e pode lhes transmitir doenças como a dengue, febre amarela, zica vírus, Chikungunha. Por que compreender a reprodução e o desenvolvimento desse mosquito pode ajudar no controle das doenças mencionadas?
REPRODUÇÃO ASSEXUADA NOS FUNGOS
Alguns fungos, conhecidos como leveduras, são unicelulares. Esses organismos podem ser usados pelos seres humanos para a produção de pães e outros alimentos . A maioria dos fungos, entretanto, é multicelular. Observando um cogumelo ou um pouco de mofo ao microscópio , veremos que seus corpos são formados por um conjunto de filamentos, as hifas (do grego hyphé, que significa "teia").Os fungos não tem capacidade de se locomover. Como você imagina então que eles puderam se espalhar por todo o planeta? Os fungos podem gerar, de forma assexuada, células microscópicas chamadas esporos, o s quais podem ser levados pelo vento. Quando um esporo cai sobre matéria orgânica , como uma fatia de pão ou uma fruta, ele se multiplica e dá origem às hifas, que se ramificam e penetram no material. É assim que um novo fungo se forma. A produção de esporos, portanto, permite que organismos que não se deslocam, como os fungos, espalhem-se por novos ambientes. Além da reprodução assexuada, os fungos também realizam a reprodução sexuada.
REPRODUÇÃO ASSEXUADA EM ANIMAIS E PLANTAS
A reprodução assexuada também ocorre em muitos invertebrados, como a planaria grupo dos platelmintos), que vive na água ou em solo úmido. Os corais e as hidras (grupo dos cnídarios) podem se reproduzir de maneira assexuada ou sexuada. Na reprodução assexuada, um grupo de células se multiplica e forma pequenos brotos. Esses brotos podem permanecer presos ao organismo que os produziu ou podem se soltar. Quando se soltam , originam um individuo isolado. Esse tipo de reprodução é chamado brotamento e ocorre também nas esponjas (grupo dos poríferos ). As plantas também podem se reproduzir de maneira assexuada. Isso ocorre, por exemplo, na plantação da cana - de - açúcar , em que pedaços do caule da planta são colocados no solo e se desenvolvem em novos organismos com material genético idêntico ao original. A reprodução assexuada também ocorre de forma natural, em caules subterrâneos e rasteiros, por exemplo. Esses caules vão se ramificando e, como ocorre com a batata - inglesa , formando raízes que originam novas mudas. Raízes, como a batata-doce, também podem originar novas mudas.
REPRODUÇÃO SEXUADA
Na maioria dos animais e e m muitas plantas e outros seres uivos ocorre a reprodução sexuada: são produzidas células reprodutivas, os gâmetas, que se unem e formam u m a nova célula . Essa união é chamada fecundação ou fertilização e a célula formada é chamada zigoto ou célula - ovo . A partir da célula inicial u m novo individuo será formado. A maior parte das espécies com reprodução sexuada apresenta, separadamente, indivíduos do sexo feminino e indivíduos do sexo masculino. 0 sexo masculino produz o gameta masculino e o sexo feminino produz o gameta feminino.
REPRODUÇÃO SEXUADA EM ANIMAIS
Nos animais, o gameta masculino é chamado de espermatozoide e o gameta feminino é conhecido como óvulo . Quando os dois gametas se unem, ocorre a fecundação, que dão origem ao zigoto. O zigoto então se divide e origina duas células - filhas. Em seguida, o processo se repete e uma série de divisões produz mais células originando um novo ser vivo. Há ainda especies em que o macho corteja a fêmea com uma dança. É o caso do albatroz e do avestruz, que executam uma curiosa dança para a fêmea antes de serem aceitos para o acasalamento. Em outros casos, os machos utilizam sons para atrair as fêmeas, como o canto de muitas aves e o coaxar de alguns anfíbios, que produzem sons amplificados pelo saco vocal. O coaxar varia de acordo com a especie e, na época da reprodução, a fêmea é atraída pelo coaxar do macho de sua própria espécie. Em insetos como cupins e formigas, os machos e as fêmeas têm asas apenas na época da reprodução, no chamado voo nupcial.
A FECUNDAÇÃO E O LOCAL DE DESENVOLVIMENTO
O encontra de gâmetas de alguns animais ocorre fora do corpo. Esse tipo de fecundação, chamada fecundação externa, é comum em muitos animais aquáticos, como certos cnidários, peixes e anfíbios, em que o macho e a fêmea lançam seus gâmetas na água ela ocorre a fecundação.
Quando a fecundação é externa , as chances de os gâmetas se encontrarem é menor, mas isso é compensado pela grande quantidade de óvulos produzidos e liberados no ambiente. Mesmo assim, poucos embriões sobrevivem e completam o desenvolvimento, uma vez que ficam expostos aos perigos do ambiente, sem a proteção dos pais. A fêmea do peixe dourado, por exemplo, produz cerca de 2 milhões de óvulos na época de reprodução; no entanto, calcula-se que menos de dez filhotes cheguem a fase adulta.
A fecundação interna é a forma mais comum em animais terrestres, como répteis, aves, mamíferos (como os seres humanos) e diversos invertebrados (como os insetos e as aranhas). É encontrada também alguns animais aquáticos, como o polvo, a lula e alguns peixes. Nesse tipo de fecundação, há maior chance de a fecundação se realizar - em comparação com a fecundação externa - e a produção de óvulos geralmente é menor. A fecundação interna é vantajosa no ambiente terrestre porque evita a perda de água ( desidratação) dos gâmetas e dos embriões. Além disso, a produção de óvulos e de embriões pode ser menor, porque a proteção aos embriões é maior, assim como a probabilidade de sobrevivência deles até a idade adulta.
Alguns animais com fecundação interna são ovíparos (do latim ovi, "ovo"; parere, "dar à luz"): a fêmea libera o ovo no ambiente e o embrião se desenvolve utilizando as reservas nutritivas presentes no ovo. É o caso de vários invertebrados, de alguns peixes, dos répteis em geral e de todas as aves. como ocorre a reprodução das tartarugas marinhas.
Mo caso dos animais que põem ovos em meio terrestre, a casca e outras estruturas protegem o embrião contra a perda de água. Dentro do ovo há reservas de alimento, como a gema e a clara, por exemplo. Essas reservas permitem que o filhote saia já formado ovo, semelhante ao adulto. Há ainda estruturas que permitem a respiração e o recolhimento de resíduos produzidos pelo embrião.
ovo das aves é semelhante ao dos répteis: tem a função de proteger e alimentar o embrião, além de conter estruturas - como o âmnio - que permitem o desenvolvimento desse embrião no meio terrestre. O óvulo possui a gema, que é u m a reserva de alimento para o futuro embrião, no interior do citoplasma. Depois da fecundação, o zigoto desce por um canal, chamado tuba uterina. Nesse caminho, fomam-se em torno do zigoto a clara e a casca de carbonato de cálcio. Assim como a gema, a clara é reserva de alimento - ambas serão consumidas pelo embrião durante seu desenvolvimento. A maioria das aves constrói ninhos com gravetos, grama, pelos, penas, barro, etc, onde depositam e chocam os ovos. O calor do corpo é importante para o desenvolvimento do embrião , e o ninho também ajuda a proteger os ovos contra os predadores. Após o tempo de incubação, que varia de espécie para espécie, ocorre a eclosão: a casca do ovo se quebra e o filhote sai. Durante algum tempo, o filhote continuara a ser alimentado e protegido, geralmente por ambos os pais. No caso da galinha domestica, o tempo de incubação é de 21 dias. Mas os ovos que estão à venda no mercado geralmente não contém zigoto, ou seja, não originam novos organismos, porque vêm de galinhas criadas em granjas e que não foram fecundadas. São, portanto, óvulos não fecundados, envolvidos por clara, gema e casca. Popularmente, diz-se que não são ovos "galados".
Outros animais de fecundação interna são vivíparos (do latim viviparu, "o que nasce já formado"), como é o caso dos mamíferos em geral. O embrião troca substancias com o sangue materno através da placenta, que se forma no útero da mãe. Ele recebe o alimento e o oxigênio necessário, e elimina os resíduos produzidos pelas células. Há ainda os animais ovovíparos: o ovo com casca é retido dentro da fêmea até que o desenvolvimento se complete e o filhote saia formado. É o caso de alguns invertebrados, de alguns peixes e de algumas serpentes.
TIPOS DE DESENVOLVIMENTO
Em répteis e aves, que apresentam ovos com grande quantidade de reservas de alimento, os filhotes já nascem semelhantes ao adulto. O mesmo ocorre com os mamíferos, mas, nesse caso, o filhote recebe o alimento diretamente da mãe. Dizemos que nesses animais ocorre desenvolvimento direto. A maioria dos peixes também ocorre desenvolvimento direto. Entretanto, nem todos os animais se desenvolvem dessa forma, Certos animais geram filhotes bem diferentes dos adultos, podendo até ocupar nichos e ambientes distintos. No ciclo de vida desses animais, há fases de desenvolvimento o que antecedem a fase adulta. A fase inicial é conhecida como larva. As larvas são capazes de se locomover, capturar e armazenar quantidade suficiente de alimento e entrara se transformar em um animal adulto. Esse tipo de desenvolvimento é chamado desenvolvimento indireto. A transformação que ocorre nesse tipo de desenvolvimento é chamada metamorfose (do grego meta, "além de"; morphé, "forma") e ocorre com diversos invertebrados (muitos insetos, crustáceos e moluscos) e com os anfíbios (como sapos e rãs ) . Vamos estudar o caso dos insetos.
No caso dos gafanhotos e das baratas, o individuo que nasce do ovo tem semelhança com o adulto, mas ainda passa por transformações (desenvolve asas, por exemplo) até chegar à fase adulta. Entretanto, na maioria dos insetos - entre eles, as borboletas, s mosquitos e os besouros - o ovo origina uma larva muito diferente do adulto e que sofre várias transformações. Nesses animais, a metamorfose ocorre e m três etapas: larva—> pupa; imago ou adulto. Alguns insetos, como as traças, já saem do ovo com a forma do corpo semelhante à do adulto, ou seja, não sofrem metamorfose.
No caso das borboletas e das mariposas, do ovo sai uma larva (lagarta), que, depois de se alimentar e crescer, forma um casulo e entra na fase imóvel de pupa ( também chamada, neste caso, crisalida); do casulo, após certo tempo, sai o inseto adulto, sexualmente maduro. Na maioria dos casos, as larvas e os adultos tem hábitos alimentares diferentes e vivem em ambientes distintos. A vantagem disso é que os indivíduos da mesma espécie em diferentes estágios de desenvolvimento não competem entre si, o que aumentas as chances de sobrevivência e, consequentemente, de reprodução.
Os anfíbios, em geral, dependem da água para a reprodução - já que o encontro dos gâmetas ocorre fora do corpo da fêmea - e o ovo não possui uma casca protetora que evita a desidratação, como no caso dos répteis e das aves. Do zigoto forma - se uma larva aquática chamada girino, no caso de sapos, rãs e pererecas. O girino sofre transformações e origina o animal adulto, que, embora seja terrestre, vive, em muitos casos, em ambiente úmido, dependendo dele tanto pelo seu modo de reprodução como pelo seu tipo de respiração. Conhecer os diferentes estágios durante a reprodução dos seres vivos, principalmente os que sofrem metamorfose, é importante para compreender como combater pragas ou garantir a preservação de espécies ameaçadas.
REPRODUÇÃO SEXUADA DAS PLANTAS
Briófitas e Pteridófitas:
Existem dois grandes grupos de plantas que dependem da água para que ocorra a fecundação: as briófitas, representadas pelos musgos, e as pteridófitas, representadas pelas samambaias. Nesses dois grupos de plantas, o gameta masculino é chamado anterozoide e se desloca em um meio aquático em direção ao gameta feminino, chamado oosfera (oon, em latim, significa "ovo").Nos musgos, os anterozoides chegam até a oosfera nadando e m uma película de água da chuva ou de orvalho. Após a fecundação, forma-se uma estrutura chamada esporófito, que produz esporos, células resistentes capazes de originar outro organismo. Os esporos são levados pelo vento e, quando chegam ao solo, desenvolvem-se e formam o gametófito, que tem a forma do musgo que conhecemos e produz gâmetas. Assim, a dispersão dos esporos permite que a espécie se espalhe pelo ambiente. No caso das samambaias, a planta produz esporos dentro dos esporângios, órgãos que formam os soros, estruturas que ficam na face inferior da folha e que, a olho nu, parecem pequenos pontos. Esses esporos caem no solo e originam uma pequena planta em forma de coração, o protalo (do grego pró, "anterior", e thallós, "ramo verde"), que produz gâmetas masculinos e femininos. Quando o protalo fica coberto de água da chuva o u pelo orvalho, o anterozoide nada sobre a superfície dele e se une à oosfera, formando um zigoto. O zigoto origina uma nova planta e o protalo se degenera.
Vimos que, nos musgos, o esporófito se desenvolve em cima do gametófito feminino, e o gametófito é a forma mais desenvolvida e que vive mais tempo. já na samambaia, a planta mais desenvolvida é um esporófito, ou seja, a forma que produz os esporos, e não os gametas. Em ambos os casos os anterozoides dependem da água para fecundar a oosfera. Por esse motivo, briófitas e pteridófitas são mais comuns e m regiões úmidas.
PLANTAS COM SEMENTE
Vamos ver como ocorre a reprodução das plantas com semente, as gimnospermas (plantas c om cones e sementes) e as angiospermas (plantas c om flores e sementes dentro de frutos). No caso das gimnospermas - como o pinheiro - do - Paraná - , a estrutura reprodutora é chamada de cone ou estróbilo. Os cones femininos produzem o gameta feminino, a oosfera, e os cones masculinos produzem grãos de pólen, estruturas que contém e protegem os gâmetas masculinos. No pinheiro - do - paraná, a semente é conhecida como pinhão e o cone feminino com as sementes é conhecido como pinha. Transporte dos grãos de pólen até a estrutura feminina chamado polinização. No caso das gimnospermas, ela é realizada pelo vento. Nas gimnospermas, a fecundação não depende da água, como veremos com mais detalhes a seguir. Além disso, nas sementes dessas plantas uma parte da casca forma uma membrana (como se fosse uma "asa") que facilita a impulsão pelo vento. Dessa maneira, além de proteger e alimentar o embrião, a semente facilita a dispersão do vegetal pelo ambiente.
Veja como ocorre a fecundação em um pinheiro. Quando chega ao cone feminino, o grão de pólen forma um tubo, o tubo polínico, que cresce e se aprofunda na estrutura reprodutora feminina, levando os gâmetas masculinos até a oosfera.Quando um deles se une à oosfera, forma - se o zigoto, que vai se dividir e formar o embrião da planta. Com o tubo polínico, não há necessidade de meio aquático para a fecundação , como é o caso de briófitas e pteridófitas. Após a fecundação, - forma-se uma reserva de "alimento", que vai nutrir o embrião no inicio do desenvolvimento, e, ao redor, uma casca resistente que protege o embrião e a reserva. Esse conjunto é a semente. As partes de uma flor, que é a estrutura reprodutora das angiospermas. Nela, ocorrem a fecundação, a a formação do fruto e a produção da semente.
Nos estames s ã o produzidos os grãos de pólen. No pistilo há uma parte dilatada, o ovário, onde é produzida a oosfera. Depois da fecundação, a oosfera vai originar o zigoto, que se transformará no embrião. Na base da flor estão as sépalas , que podem ser verdes ou de outra cor. O conjunto de sépalas é denominado cálice. As pétalas formam a corola e são muitas vezes coloridas e perfumadas. Além disso, muitas flores produzem uma secreção rica em açucares o néctar. Na polinização, os grãos de pólen são transportados dos estames para o pistilo. Em algumas espécies de angiospermas, o grão de pólen também pode ser levado pelo vento. Em muitas plantas, no entanto, esse transporte feito por insetos e ouros animais (como aves e morcegos) que se alimentam de néctar ou de pólen. Quando um animal polinizador se aproxima da flor, alguns grãos de pólen grudam no corpo dele; quando ele visitar outra planta da mesma espécie, o pólen poderá cair sobre a parte feminina da flor e resultar em fecundação. Muitas plantas polinizadas por animais apresentam, além do néctar, pétalas coloridas e odores que os atraem.
Quando chega à parte feminina da flor, o grão de pólen forma o tubo polínico, que cresce e leva os gâmetas masculinos até o gameta feminino (oosfera). A oosfera encontra- -se dentro de uma cápsula, o óvulo, onde ocorre a fecundação. Após a fecundação, forma-se uma casca resistente em volta do óvulo. Sob essa casca encontra-se o embrião e uma reserva de alimento que vai nutri-lo no inicio de seu desenvolvimento. Esse conjunto forma a semente. A casca da semente protege o embrião contra a desidratação e contra a predação de animais, fungos e bactérias. Assim como ocorre nas gimnospermas, as angiospermas também não dependem da á g u a para a fecundação, uma vez que há a presença do tubo polínico e da polinização. A dispersão por animais, exclusiva desse grupo, resulta em maiores chances de o pólen chegar a outra flor da mesma espécie, pois é mais específica que a polinização pelo vento. Esses fatores explicam por que os membros desse grupo ocupam c om sucesso o ambiente terrestre. Nas angiospermas, a semente é protegida pelo ovário, que se desenvolverá em fruto.
As substâncias nutritivas de muitos frutos atraem animais que os comem. Muitas vezes, as sementes são desprezadas ou, se ingeridas com o fruto, são eliminadas nas fezes. Isso ajuda as sementes a se dispersarem no ambiente. Mas a dispersão da semente não é feita apenas por meio de frutos ingeridos por animais. Veja estes exemplos:
• Os frutos de plantas que crescem perto de rios ou mares, como o coqueiro, caem na água e podem ser levados para locais distantes.
• Os frutos de plantas como o carrapicho se prendem aos corpos de animais e à s roupas e são carregados para longe da planta de origem.
• Certos frutos, como os da planta dente - de - leão, são muito leves e podem ser dispersados pelo vento.
FRUTOS E PSEUDOFRUTOS
Melancia, melão, abacate, pêssego, mamão, manga, goiaba, tomate, uva, limão e laranja s ã o alguns exemplos de frutos carnosos, ou seja, suculentos e ricos em açúcares e outras substancias nutritivas. Essas substâncias geralmente se encontram na parte do fruto chamada de mesocarpo, que está envolvida pela casca, o epicarpo. A parte mais interna do fruto, o endocarpo, envolve e protege a semente. O epicarpo (o envoltório do fruto), o mesocarpo (em geral polpa ou massa carnuda) e o endocarpo (às vezes, película fina, às vezes, camada dura e grossa, com exceções ) formam o pericarpo.Podemos dizer, portanto, que um fruto é composto basicamente de pericarpo e semente. Você notou que o tomate é chamado de fruto? Em Biologia o termo "fruto" tem um significado diferente do termo popular "fruta". O fruto corresponde ao ovário desenvolvido: a abóbora, o chuchu, a berinjela, o pepino, o tomate, o pimentão e o quiabo, por exemplo, são frutos.
Pode parecer estranho chamar alimentos como o chuchu ou a berinjela de frutos, não é? Provavelmente você já deve ter ouvido falar que esses alimentos são legumes, hortaliças ou verduras. Esses três termos na linguagem do dia a dia incluem várias partes das plantas, como folhas, raízes, caules e frutos.
Em Botânica, o termo "legume" é o nome de um tipo de fruto encontrado nas leguminosas (feijão, soja, ervilha, etc), que é também conhecido por vagem. O termo popular "fruta" indica as partes comestíveis de sabor agradável e adocicado de certos frutos, mas que nem sempre correspondem ao desenvolvimento do ovário. Algumas vezes, as frutas se originam de outras partes da flor, as quais se tornam carnosas e suculentas depois da fecundação. Nesse caso, para a Biologia, não são frutos verdadeiros e, por isso, recebem o nome de pseudofrutos. Um exemplo de pseudofruto é o caju: a parte suculenta vem do desenvolvimento do pedúnculo da flor ( pedúnculo é a haste que sustenta a flor). O fruto verdadeiro, originado do desenvolvimento do ovário, é a castanha. Outros exemplos de pseudofrutos são a maçã, o morango, o figo e o abacaxi. Na maçã, o fruto é a parte central, que envolve as sementes. A parte carnosa se origina do receptáculo (parte dilatada do pedúnculo) da flor. No morango, os frutos são os pequenos pontos amarelados espalhados pela parte carnosa e vermelha, Essa parte, assim como as partes comestíveis do figo e do abacaxi se desenvolvem de receptáculos e de outras estruturas da flor reunidas em um conjunto chamado inflorescência. Finalmente, existem frutos que não têm o pericarpo suculento, como os carnosos: são os frutos secos. Ex.: Alguns frutos secos. Grãos de milho; castanhas-do-pará sementes de girassol.
DESENVOLVIMENTO DA SEMENTE
Caso a semente esteja em um ambiente com as condições apropriadas, ela pode germinar. Na semente, além das partes que vão originar a raiz, o caule e as folhas da planta (ou seja, o embrião) encontramos os cotilédones: folhas especiais com função de armazenar nutrientes ou transferi-los da reserva nutritiva da semente para o embrião. Dependendo da espécie, a sua semente pode resistir por longo tempo ao frio e a falta de água e só germinar em condições favoráveis. Ela pode também ser levada pelo vento, pela água ou por animais para longe da planta de origem. Dessa maneira além de proteger e nutrir o embrião, facilita a dispersão. Portanto, o surgimento da semente em gimnospermas e angiospermas também representou uma adaptação ao ambiente terrestre.
REPRODUÇÃO SEXUADA E VARIABILIDADE
Como vimos, a maioria das espécies multicelulares apresenta a reprodução sexuada. Mesmo aquelas que se reproduzem de forma assexuada podem apresentar reprodução sexuada em algum momento. Mas, se a reprodução assexuada é mais simples e rápida por que tantos organismos se reproduzem de modo sexuado? A reprodução sexuada gera organismos diferentes do original. Isso ocorre porque os gâmetas são geneticamente diferentes e vêm, em geral, de indivíduos diferentes. Na fecundação, os genes presentes em cada gameta se associam, produzindo diversas combinações. Podemos dizer que é como em um jogo de baralho em que recebemos diferentes combinações de cartas.
Portanto, a reprodução sexuada aumenta a variabilidade genética entre os descendentes. Quando um ser vivo se reproduz de forma assexuada, os descendentes são geneticamente iguais - é o caso da bananeira por exemplo. Então, imagine que um vírus infecte um desses indivíduos: a chance de a doença se espalhar por todos eles é grande, já que possuem os mesmos genes. A variabilidade genética, portanto, aumentaria a chance de algum descendente geneticamente mais resistente ao vírus sobreviver até a idade adulta.
ATIVIDADES:
1) O ser humano tem aproveitado a capacidade de reprodução assexuada das plantas para produzir, rapidamente e em grande quantidade, plantas com características selecionadas. A reprodução assexuada garante que todas as plantas produzidas tenham as mesmas características da planta inicial. Explique por que todas as plantas produzidas assexuadamente têm as características da planta inicial ou matriz.
2) Alguns animais sésseis, ou seja, que não se deslocam do seu local de fixação, produzem larvas móveis durante sua reprodução. É o caso dos corais e das esponjas. Qual a vantagem desse tipo de larva para o animal?
3) Em animais que se reproduzem com fecundação interna, o macho insere os gâmetas masculinos dentro do corpo da fêmea. Qual a vantagem desse tipo de fecundação nos organismos terrestres?
4) A gema do ovo de aves e répteis serve de alimento para o embrião. E os embriões da maioria dos mamíferos, como conseguem alimento?
5) A fêmea do mosquito Aedes aegypti põe seus ovos em locais de água limpa e parada, como pratos de vasos. Após um período em que se alimentam, as larvas se transformam em pupa. Cerca de dois a três dias depois, libera-se o mosquito adulto.
a) Como se chama o processo de transformação da larva no individuo adulto? Dê outro exemplo de animal que se desenvolve como os mosquitos.
b) Para os mosquitos, qual a vantagem de as larvas viverem em locais diferentes dos adultos?
c) A fêmea do mosquito Aedes aegypti consome sangue de seres humanos e pode lhes transmitir doenças como a dengue, febre amarela, zica vírus, Chikungunha. Por que compreender a reprodução e o desenvolvimento desse mosquito pode ajudar no controle das doenças mencionadas?
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