Reprodução nos seres vivos

Reprodução assexuada

Os novos seres vivos formam-se a partir de um só progenitor, sem ocorrência de fecundação. Estes novos seres são geneticamente iguais ao progenitor, sendo considerados clones.

Processos de reprodução assexuada

Fragmentação

O organismo fragmenta-se espontaneamente ou por acidente e cada fragmento desenvolve-se originando um novo ser vivo.

Independentemente da constituição interna dos fragmentos, regeneram sempre o organismo inteiro.

Exemplos: algas, estrela-do-mar, minhoca, planária...

Bipartição ou divisão binária - um indivíduo divide-se em dois com dimensões sensivelmente iguais.

Este tipo de reprodução é característica de organismos unicelulares.

Exemplos: amiba, paramécia...

https://www.youtube.com/watch?v=vnlkvquWXS8&feature=related

Partenogénese - processo através do qual um óvulo desenvolve-se originando um novo organismo, sem que tenha havido fecundação.

Exemplo: abelha

Gemulação - num organismo formam-se uma ou mais dilatações - gomos ou gemas - que crescem e desenvolvem-se originando novos organismos.

Exemplos: hidra de água doce, levedura

https://www.youtube.com/watch?v=a5oHMjGqjyo&feature=related

Esporulação - formação de células reprodutoras - os esporos - que, ao germinarem, originam novos indivíduos.

Exempo: fungo

https://www.youtube.com/watch?v=PXwLddA4Ctw&feature=related

Multiplicação vegetativa - nas plantas, as estruturas vegetativas, como raízes, caules ou folhas, originam novos indivíduos.

Exemplo: cenouras, morangueiros, através de estolhos.

Clonagem de plantas

Laboratório brasileiro de clonagem - https://www.youtube.com/watch?v=qJwpKwHOOA0

Clonagem de animais

Transferência nuclear - https://www.youtube.com/watch?v=6wFtyGtph2w&NR=1&feature=endscreen

https://www.youtube.com/watch?v=QqZeYcydbIo&feature=related

(Imagem in: https://science.howstuffworks.com/environmental/life/genetic/cloning3.htm)

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada é o processo de reprodução mais vulgar no mundo vivo.

Este tipo de reprodução permite que os novos indivíduos apresentem uma enorme variabilidade, pois resultam da recombinação dos genes de dois progenitores (dois tipos de gâmetas).

Assim sendo, nos seres com reprodução sexuada ocorre fecundação, junção entre gâmetas, com formação de uma célula, o ovo ou zigoto.

No ciclo de vida dos seres vivos com reprodução sexuada é fundamental que ocorra um fenómeno complementar ao da fecundação, a meiose.

A meiose, é deste modo, um mecanismo biológico de divisão nuclear responsável pela redução do nº de cromossomas de uma célula.

Quando uma célula sofre meiose, apresenta metade do nº de cromossomas característicos da sua espécie, diz-se haplóide, com n cromossomas.

Quando duas células haplóides se juntam, fecundam, ocorre cariogamia (fusão de 2 núcleos haplóides), forma-se uma célula diplóde, com 2n cromosssomas.

O esquema seguinte pretende mostrar como a fecundação e a meiose são fenómenos complementares.

Mecanismos da meiose

A meiose é um processo de divisão nuclear que permite que uma célula diplóide origina 4 células haplóides.

Este processo é realizado em duas parte:

1ª divisão - divisão I ou divisão reducional;

Formam-se duas células, com metade do nº de cromossomas (células C do esquema em baixo).

É caracterizada pela separação dos cromossomas homólogos.

2ª divisão - divisão II ou divisão equacional.

É uma divisão equacional pois o nº de cromossomas mantém-se igual, embora a quantidade de DNA se reduza a metade.

No final formam-se 4 células haplóides (células D do esquema em baixo).

(As imagens seguintes, referentes à meiose, encontram-se em: "Guias de estudo, Ciências da Terra e da Vida, 11º - 2º volume", Porto Editora

Divisão I ou divisão reducional

Profase I

- Desorganização nuclear;

- Os cromossomas, finos e compridos, começam a condensar (espiralização);

- Ocorre o emparelhamento dos cromossomas homólogos, originando díadas cromossómicas, ou bivalentes, ou tétradas cromatídicas. Assim, cada bivalente fica constituído por 4 cromatídios e 2 centrómeros.

- Durante o emparelhamento pode haver pontos de cruzamento entre os cromatídios, formando-se os pontos de quiasma.

- Nos pontos de quiasma pode ocorrer crossing over, um sobrecruzamento entre os cromatídios, onde pode ocorrer troca de segmentos de informação genética, contibuindo para a variabilidade genética;

- Os centríolos duplicam e migram para os pólos opostos;

- Forma-se o fuso acromático;

- Os cromossomas afastam-se um do outro, ficando ligados apenas pelos pontos de quiasma;

- No final desta etapa os cromossomas atingem o seu máximo de encurtamento.

Metafase I

- Os bivalentes ligam-se a microtúbulos do fuso acromático pelos centrómeros.

- Os pontos de quiasma localizam-se no plano equatorial do fuso acromático.

- A migração de cada par de homólogos efectua-se ao acaso em relação aos pólos da célula, contribuindo para a variabilidade.

Anafase I

- Os pares de cromossomas homólogos separam-se, migrando para cada pólo da célula cromossomas duplicados.

- Não ocorre separação dos centrómeros.

Telófase I

- É a última fase da primeira divisão da meiose.

- Os cromossomas atingem os polos da célula e tornam-se mais finos e mais longos, descondensando.

- O fuso acromático desagrega-se e os nucléolos reorganizam-se, formando-se o invólucro nuclear em torno de cada conjunto de cromossomas.

- Cada núcleo formado na divisão I da meiose contém agora metade do número de cromossomas do núcleo diploide inicial.

Divisão II ou divisão equacional

Profase II

- Os cromossomas condensam-se.

- Desaparecem os nucléolos.

- Os centríolos duplicados migram para pólos opostos na célula, surgindo o fuso acromático.

- A membrana nuclear desorganiza-se e os cromossomas prendem-se às fibras do fuso acromático pelo centrómero .......

Metafase II

- Os cromossomos, unidos pelo centrómero às fibras do fuso acromático, organizam-se no plano equatorial da célula, voltando os cromatídios para pólos opostos da célula.

Anáfase II

- Ocorre a divisão do centrómero e, consequentemente, a ascensão polar dos cromatídios.

Telófase II

- Os cromossomos descondensam.

- Há o reaparecimento dos nucléolos e a formação da membrana nuclear.

- De seguida o citoplasma divide-se resultando quatro células-filhas haplóides.

https://www.youtube.com/watch?v=47vf2m-Iyb8

https://www.youtube.com/watch?v=kVMb4Js99tA&feature=related

Variação da quantidade de DNA durante a meiose

Exercícios

1. A figura refere-se a uma célula em divisão.

(Imagem in: https://djalmasantos.files.wordpress.com/2011/11/06.jpg=

1.1. Atribui números à figura e legenda-os.

1.2. Justifica que se trata de meiose e não de mitose.

1.3. Identifica justificando a fase da meiose reperentada.

2. A figura refere-se a várias células em divisão meiótica.

(Imagem in: https://djalmasantos.files.wordpress.com/2011/11/06.jpg=

2.1. Identifica, justificando, as etapas da meiose.

Alterações ao nível dos cromossomas

Mutações cromossómicas numéricas

Este tipo de mutações cromossómicas provoca alterações no cariótipo, ou seja, no número típico de cromossomas da espécie.

As mutações numéricas tanto ocorrem na anafase I, quando os pares de cromossomas não se separam pelos pontos de quiasma de forma igual para cada polo da célula. Ou na anafase II, quando os cromossomas não são distribuidos de forma equitativa, ou seja não se verifica a ruptura dos cromossomas pelo centrómero.

Exemplos:

Trissomia 21 ou Síndrome de Down

(Imagem in: https://www.ghente.org/ciencia/genetica/down.htm)

Trissomia 18

(Imagem in:https://www.ghente.org/ciencia/genetica/trissomia18.htm)

(Imagem in: https://www.ghente.org/ciencia/genetica/trissomia18.htm)

Síndrome de Turner

(Imagem in: https://gracieteoliveira.pbworks.com/w/page/47151116/S%C3%ADndrome%20de%20Turner%20-%20G2T1)

(Imagem in: https://basegeneticadasdoencas.bloguepessoal.com/137171/Sindrome-de-Turner/)

Mutações cromossómicas estruturais

As mutações ocorrem aquando da Profase l da meiose em que surgem determinados erros quando os cromossomas se emparelham, ou seja, quando se efectua o crossing over.

Existem várias tipos de mutações estruturais:

Delecção: Quando ocorre a perda de um segmento/porção do cromossoma.

Duplicação: Quando se verifica a repetição de um segmento do cromossoma

Inversão: um segmento experimenta uma nova posição em relação a outro segmento do cromossoma.

Translocação: transferência de segmentos entre cromossomas não homólogos.

Aspetos comparativos da mitose e meiose

https://www.youtube.com/watch?v=sJCWVTnFf5o&feature=related

https://www.youtube.com/watch?v=Ba9LXKH2ztU&feature=related

Exercícios: https://www.netxplica.com/exercicios/bio11/mitose.meiose.htm

Diversidade de estratégias na reprodução sexuada

Reprodução sexuada nos animais

Gónadas - órgãos onde os animais produzem as células sexuais (gâmetas) necessárias para a sua reprodução.

Masculinas - são os testículos que produzem espermatozóides (gâmetas masculinos).

Femininas- são os ovários que produzem óvulos (gâmetas femininos).

Fecundação externa

(Imagem in: https://e-portefliobiogeo.blogspot.pt/2011_11_01_archive.html)

Diversos tipos de Anfíbios realizam fecundação externa, passando depois por metamorfose.

Reprodução sexuada nas plantas

Ciclos de vida

Os ciclos de vida dos seres vivos que se reproduzem sexuadamente podem ser:

- haplontes; ex: espirogira

- haplodiplontes; ex: polipódio (feto)

- diplontes. ex: animais

Ciclo de vida da espirogira (alga verde) - Haplonte

Caracterização da esprogira

É uma alga verde (possui clorofila), não ramificada, constituída por células cilíndricas colocadas topo a topo.

Esta alga vive em ambientes de água doce, fundamentalmente em charcos e regatos.

Possuem cloroplastos enrolados em espiral (daí o seu nome).

Quando as condições são favoráveis, reproduz-se assexuadamente, por fragmentação; em condições desfavoráveis reproduz-se sexuadamente.

A reprodução assexuada é mais proliferativa, não contribuindo com varibilidade genética.

Reprodução sexuada da espirogira

Atração sexual da espirogira: https://www.youtube.com/watch?v=fZYAVIRedzM

Exercício: https://www.netxplica.com/exercicios/bio11/ciclo.vida.espirogira.htm

Características do ciclo de vida da espirogira (e da clamidomonas)

- É um ser haplonte, sendo zigoto a única célula diplóide;

- A meiose é pós-zigótica.

- Relativamente aos gâmetas, existe isogamia morfológia e anisogamia funcional.

Ciclo de vida do polipódio - Haplodiplonte

Caracterização do polipódio

É familiarmente conhecido por feto.

É uma planta muito comum na nossa zona, predominando em locais húmidos e sombrios, tais como zonas arborizadas, muros velhos, telhados, etc.

São plantas vasculares sem semente.

Na parte subterrânea possuem um rizoma com raízes.

Possuem, as folhas muito desenvolvidas e estas possuem o limbo dividido em folíolos.

As folhas nascem enroladas e desenrolam quando se desenvolvem, o que lhes permite resistir a dessecação.

Na imagem observa-se um polipódio.

A planta adulta representa o esporófito, as suas células são diplóides.

Na página inferior das folhas existem soros, que são formados por conjuntos de esporângios.

Os esporângios contém no seu interior células-mãe de esporos, que são diplóides. Estas sofrem meiose, originando estruturas haplóides, os esporos. Por isso, a meiose é pré-espórica.