sexta-feira, 12 de dezembro de 2008

Argumentos do evolucionismo

São várias as áreas de conhecimento a partir das quais se podem retirar dados que apoiam o evolucionismo.

Argumentos de anatomia comparada

A anatomia comparada baseia-se no estudo comparado das formas e estruturas dos organismos com o fim de estabelecer possíveis relações de parentesco. A presença de órgãos homólogos, análogos e vestigiais são provas importantes que evidenciam relações filogenéticas ou de parentesco entre diferentes espécies.

  • Órgãos homólogos - são órgãos que têm o mesmo padrão anatómico, a mesma origem embrionária (mesmo ancestral comum), mas podem ter funções diferentes. À medida que os diferentes grupos se iam adaptando a diferentes nichos ecológicos sofreram pressões selectivas diferentes, estes órgãos evoluíram de forma diferente a partir de um ancestral comum, que passou a desempenhar funções diferentes, o que reflecte uma evolução divergente.
  • Órgãos análogos - são órgãos que têm origem embrionária, estrutura anatómica diferentes, mas desempenham a mesma função. Estes órgãos surgem quando espécies ancestrais diferentes colonizaram nichos ecológicos semelhantes e sofreram pressões selectivas idênticas. Este fenómeno conduz a uma evolução convergente.
  • Órgãos vestigiais - são órgãos que já foram desenvolvidos e tiveram significado fisiológico e que sofreram evolução regressiva, sendo actualmente desprovida de qualquer significado fisiológico.

Argumentos paleontológicos

Através do estudo do registo fóssil, confirma-se a presença de espécies extintas, o que contraria a ideia de imutabilidade das espécies. A descoberta de sequências de fósseis, que apoiam as modificações sofridas ao longo do tempo. A existência de fósseis que possuem características que correspondem, actualmente, a dois grupos diferentes de organismos, sendo denominadas formas intermédias ou formas sintéticas. As formas sintéticas são, por vezes, designadas por formas de transição, porque algumas delas terão sido a transição de um grupo para outros grupos. Estas formas permitem documentar que os organismos que hoje se conhecem não são totalmente independentes uns dos outros quanto à origem.

Argumentos citológicos

Todos os seres vivos são constituídos por células. Todas as células eucarióticas obedecem a um plano estrutural comum, como os processos metabólicos que nelas se desenvolvem são igualmente semelhantes. A universalidade estrutural e funcional do mundo vivo constitui um forte argumento a favor de uma origem comum.

Argumentos bioquímicos

Existe uma semelhança entre os compostos químicos orgânicos (ex: sequência e tipo de aminoácidos das proteínas); as vias metabólicas comuns (síntese de proteínas); a universalidade do código genético e do ATP como energia biológica utilizada pelas células; as reacções imunológicas, baseadas nas reacções específicas entre antigenes e anticorpos, importantes para o esclarecimento de relações filogenéticas.

sexta-feira, 5 de dezembro de 2008

Comparação entre Lamarckismo e Darwinismo

O lamarckismo e o darwinismo constituem duas explicações para a diversificação das espécies por processos evolutivos.
A imagem seguinte explica a morfologia actual do pescoço das girafas segundo Lamarck e segundo Darwin.
Segundo o lamarckismo, o meio cria necessidades que determinam mudanças na morfologia dos indivíduos que, pelo uso, se estabelecem, tornando-os mais bem adaptados e sendo transmitidas aos descendentes.
Segundo o darwinismo, entre os indivíduos de uma espécie existem variações. O meio exerce uma selecção natural que favorece os indivíduos que possuem as características mais apropriadas para um determinado ambiente e num determinado tempo, tornando-os mais aptos e eliminando gradualmente os restantes.

Teoria Darwinista

Darwin durante uma viagem recolheu dados (Geologia e Biogeografia) e fez observações que lhe permitiram propor a selecção natural como o mecanismo essencial que dirige a evolução.
De acordo com este processo, os seres vivos mais aptos sobrevivem e reproduzem-se espalhando na Natureza os caracteres mais favoráveis. Visto que o ambiente não possui os recursos necessários para a sobrevivência de todos os indivíduos, deverá ocorrer uma luta pela sobrevivência durante a qual serão eliminados os menos aptos.
A teoria de Darwin pode ser sistematizada em alguns princípios fundamentais:
  • Os seres vivos, mesmo os da mesma espécie, apresentam variabilidade intra-específica;
  • Em cada geração, alguns indivíduos são naturalmente eliminados, porque se estabelece entre eles uma "luta pela sobrevivência";
  • Sobrevivem os indivíduos que estiverem mais bem adaptados, isto é, os que possuírem as características que lhes conferem qualquer vantagem em relação aos restantes, que ao longo do tempo serão eliminados progressivamente - sobrevivência diferencial;
  • Os indivíduos mais bem adaptados vivem durante mais tempo e reproduzem-se mais, transmitindo as suas características à descendência, enquanto os menos adaptados deixam menos descendência - reprodução diferencial;
  • A acumulação das pequenas variações determina a transformação e o aparecimento de novas espécies.

quarta-feira, 26 de novembro de 2008

Lamarckismo

Lamarck admitia uma progressão constante e gradual dos organismos mais simples para os mais complexos. Os seres vivos apresentavam modificações que dependiam do ambiente em que esses seres se desenvolviam. Segundo Lamarck, o ambiente era o principal agente responsável pela evolução dos seres vivos.
Lamarck apoiou-se em dois princípios fundamentais:
  • Lei do uso e do desuso - a necessidade que os seres vivos sentem de se adaptar a novas condições ambientais, resultantes de alterações do ambiente, conduz ao uso ou ao desuso contínuo de determinados órgãos, o que conduziria ao seu desenvolvimento (hipertrofia) ou à sua atrofia, respectivamente.
  • Lei da herança dos caracteres adquiridos - considerava que as transformações sofridas, provocadas pelo ambiente, quer pelo uso quer pelo desuso, eram transmitidas à descendência. Essas pequenas transformações, ao acumularem-se ao longo de gerações sucessivas, provocariam o aparecimento de novas espécies, funcionando como principal factor de evolução.

Esta teoria de Lamarck foi muito criticada porque:

  • admitia que a matéria viva teria uma "ambição natural" de se tornar melhor, de forma a que cada ser vivo seria impelido para um grau de desenvolvimento mais elevado;
  • a lei do uso e do desuso, embora válida para alguns órgãos, não explicava todas as modificações;
  • a lei da herança dos caracteres adquiridos não é válida, porque as adaptações somáticas não são transmitidas aos descendentes.

Evolucionismo e fixismo

Durante séculos admitiu-se que os seres vivos são o resultado de um acto de criação divino, mantendo-se as espécies inalteradas ao longo do tempo desde o momento da sua criação, ou seja, as espécies são fixas e imutáveis. Esta explicação é conhecida por fixista, considera a Natureza como um sistema ordenado e estável, onde cada forma viva, criada para um determinado fim, está perfeitamente adaptada. Exemplos de teorias fixistas são: Criacionismo, a Teoria da Geração espontânea e a Teoria Catastrofista.
Mais tarde surgiram as teorias evolucionistas que defendiam que os seres vivos evoluíram ao longo do tempo de uma forma lenta e gradual. Os defensores desta teoria foram Lamarck e Darwin.
O aparecimento de fósseis de fósseis de indivíduos muito diferentes dos da actualidade abalou as teorias fixistas.

segunda-feira, 24 de novembro de 2008

Origem da multicelularidade e vantagens

Os organismos não podem aumentar indefinidamente de tamanho. Quando uma célula aumenta de tamanho, verifica-se que a razão entre a superfície e o volume diminui, ou seja, o volume aumenta a um ritmo maior do que a área da superfície.
Cada unidade de área de membrana plasmática tem de realizar trocas com o exterior para um volume muito maior de citoplasma. Quando há um aumento de volume, aumenta também o metabolismo, mas não ocorre um aumento equivalente na eficácia das trocas com o meio externo, uma vez que a superfície não aumenta na mesma proporção.
Existem duas formas possíveis de um organismo maior sobreviver: pode reduzir o seu metabolismo, o que diminui as necessidades de trocas ou pode apresentar multicelularidade.
Os seres eucariontes unicelulares constituem, por vezes, agregados. Quando estas associações de eucariontes unicelulares dizem respeito a seres da mesma espécie que estabelecem ligações estruturais entre si, designam-se por agregados coloniais ou colónias.
A alga Volvox é um ser colonial, constituída por várias células estruturalmente interdependentes, ligadas entre si. No entanto, sob o ponto de vista funcional não ocorreu diferenciação, pois as células são todas semelhantes, com excepção das células reprodutoras. Esta especialização não é suficiente para a Volvox ser considerada um ser pluricelular.
Admite-se que a multicelularidade possa ter surgido na Terra por evolução de seres coloniais.
A multicelularidade ocorre apenas nos seres eucariontes e caracteriza-se por uma associação de células em que há interdependência estrutural e funcional entre elas.
O aparecimento da multicelularidade gerou um grande impulso na evolução dos seres vivos e conferiu várias vantagens aos organismos como:
  • permitiu a ocorrência de mecanismos de regulação que conduziram à diferenciação celular, com a consequente especialização no desempenho de determinadas funções;
  • a diminuição da taxa metabólica e utilização mais eficaz da energia;
  • foi possível a sobrevivência de seres de maiores dimensões sem comprometer as trocas com o meio externo;
  • a grande diversidade de formas e de funcionalidades possibilitou a adaptação a diferentes meios ambientes;
  • uma maior autonomia em relação ao meio externo, pois os vários sistemas de órgãos garantem que o meio interno mantenha um maior equilíbrio (homeostasia).

Origem dos seres eucariontes

As primeiras células que surgiram assemelhavam-se aos actuais procariontes.
As células procarióticas são estruturalmente simples, mas possuem uma grande diversidade metabólica, embora não tenham organelos membranares. Estas podem ser fotoautotróficas, encontrando-se os pigmentos fotossintéticos nas membranas celulares. As células eucarióticas apresentam uma constituição mais complexa, possuindo o material genético no núcleo e organelos membranares.
Os dados fornecidos pelos fósseis e a simplicidade estrutural e funcional das células procarióticas constituem os dois principais argumentos que apoiam a hipótese dos seres procariontes terem estado na origem da diversidade de vida na Terra.
Existem modelos que procuram explicar o aparecimento dos seres eucariontes a partir dos procariontes que povoavam a Terra.
  • Modelo autogenético - admite que a célula eucariótica terá surgido a partir de organismos procariontes por invaginações da membrana plasmática, originando compartimentos, separados do resto do citoplasma, que viriam a constituir os organelos celulares. Foi possível às células fazer uma divisão interna das suas funções, ou seja, os organelos especializaram-se. Os defensores deste modelo sugerem que o primeiro compartimento a surgir dentro da célula foi o invólucro nuclear, o que permitiu a individualização do material genético no interior do núcleo. Posteriormente, terá surgido o retículo endoplasmático e no decurso da evolução algumas porções do material genético abandonaram o núcleo e evoluíram sozinhas no interior de estruturas membranares, dando origem às mitocôndrias e aos cloroplastos.

  • Modelo endossimbiótico - admite que uma célula procariótica terá capturado outras células procarióticas (células-hóspedes) que permaneceram no interior da célula hospedeira, resistindo à digestão. As células capturadas estabeleceram com a célula hospedeira relações de simbiose. Esta cooperação foi tão íntima e tão eficaz que os elementos tornaram-se dependentes uns dos outros e passaram a constituir organismos estáveis e singulares. As células-hóspedes vieram constituir alguns dos organelos da célula eucariótica. Os cloroplastos ter-se-ão originado a partir da captura de cianobactérias, pois estas têm pigmentos fotossintéticos, e as mitocôndrias teriam resultado da incorporação de bactérias com eficiente capacidade respiratória. O flagelo e os cílios poderão ter surgido de seres procariontes alongados que se terão fixado na membrana da célula hospedeira, o que terá favorecido a procura de alimento. Esta teoria apresenta alguns argumentos válidos que a fundamentam como: as mitocôndrias e os cloroplastos assemelham-se a bactérias, na forma, no tamanho e na composição membranar; os cloroplastos e as mitocôndrias possuem membrana dupla e o seu próprio ADN; tanto os cloroplastos como as mitocôndrias dividem-se de forma independente do resto da célula eucariótica; ambos os organelos possuem ribossomas idênticos aos que existem nos seres procariontes actuais. No entanto, esta teoria apresenta pontos fracos, pois não explica a origem do núcleo da célula eucariótica.

Alguns investigadores apresentaram um modelo que pretendia conciliar os dois modelos principais, dando origem ao modelo 3. Neste modelo admite-se que o núcleo das células eucarióticas poderia ter surgido por invaginações da membrana plasmática que envolveram o ADN, conforme o modelo autogenético.

sexta-feira, 21 de novembro de 2008

Intervenção humana no ciclo de vida dos seres vivos

As acções humanas têm graves consequências nos ecossistemas, pondo em risco a preservação de algumas espécies, especialmente as que são mais sensíveis a mudanças ambientais bruscas.
As actividades industriais ou agro-pecuárias provocam uma poluição química que põe em risco o desenvolvimento dos ovos de muitas espécies ou a eliminação de habitats e de locais de reprodução de muitos organismos têm sido algumas das interferências que as acções humanas têm provocado nos seres vivos.
Há espécies que se conseguem adaptar às variações climáticas desencadeadas pelo aumento do efeito de estufa. Outras espécies deslocam-se para regiões de clima mais favorável. Mas há ainda outras que são mais sensíveis a alterações do ambiente, correndo sérios riscos de extinção.
Encontrei uma notícia sobre o aumento da poluição sonora nos oceanos causada pelo efeito de estufa, que tem vindo a pôr em risco as espécies submarinas.
"Roma, 04 Dez (Lusa) - O aumento da poluição sonora nos Oceanos, em parte causada por gases com efeito de estufa que aumentam a acidez da água, põe em risco a sobrevivência de espécies submarinas, alertou quarta-feira a Organização das Nações Unidas (ONU).
O alerta foi deixado na abertura da Convenção Sobre as Espécies Migratórias, que decorre até sexta-feira, na sede da Organização da ONU para Alimentação e Agricultura (FAO), em Roma, Itália. Segundo os especialistas, o aumento da "cacofonia marinha" originada pelo homem representa um grave problema para as espécies submarinas, sobretudo para os mamíferos, como as baleias, que comunicam através de sons. "O barulho submarino causado pelo homem já provocou uma espécie de 'nevoeiro acústico' e uma cacofonia de som em muitas partes dos mares e oceanos do Mundo", alertou o director cientifico da Sociedade para a Preservação dos Golfinhos e Baleias, Mark Simmonds, em comunicado da FAO. Nesse sentido, o Programa da ONU para Ambiente (PNUMA), exigiu aos Governos e às indústrias que adoptem medidas para reduzir estes efeitos, como a utilização de motores mais silenciosos ou medidas mais restritivas no uso de testes sísmicos para prospecção de petróleo e gás. Os especialistas da ONU também lembram que os gases com efeito de estufa aumentam os níveis de acidez dos oceanos, o que, por sua vez, aumenta a velocidade de propagação dos sons na água, perturbando a comunicação de vários mamíferos marinhos. A menos que se reduzam as emissões poluentes, estimam, os níveis de acidez marinha podem chegar, em 2050, a um ponto em que o barulho dos navios chegue a distâncias 70 por cento maiores. Os cientistas vão propor aos 110 países signatários da Convenção que adoptem uma resolução para reduzir o impacto do barulho nos oceanos sobre as espécies mais vulneráveis."

quarta-feira, 19 de novembro de 2008

Vantagens da reprodução sexuada e assexuada

Na tabela seguinte estão apresentadas as principais vantagens e desvantagens da reprodução sexuada e da reprodução assexuada.

Influência das condições ambientais no ciclo de vida dos seres vivos

As condições do meio interferem com os ciclos de vida dos seres vivos, uma vez que alteram as soluções de reprodução.
Em plantas como a espirogira e o polipódio, ocorre reprodução assexuada durante a época em que as condições ambientais são propícias ao desenvolvimento rápido dos indivíduos geneticamente idênticos ao progenitor. Como estas espécies também se reproduzem sexuadamente, garantem a diversidade genética dos descendentes e a formação de estruturas que permitem a continuidade das espécies quando as condições ambientais não são favoráveis.
Por exemplo, os pulgões durante a Primavera e o Verão, em que as condições climatéricas são estáveis e a alimentação é abundante, ocorre um rápido crescimento da população e surgem gerações de fêmeas partenogenéticas. No fim do Verão, as fêmeas partenogenéticas dão origem a machos e fêmeas. Após o acasalamento, as fêmeas põem ovos resistentes que ficam em estado de vida latente, ou seja, o organismo está vivo mas não manifesta os sintomas próprios da vida, durante todo o Inverno.
Na Primavera seguinte, os ovos desenvolvem-se originando apenas fêmeas partenogenéticas mas estas apresentam variabilidade genética e permite uma boa adaptação às alterações do meio.

Ciclo de vida haplodiplonte

O polipódio é um feto que se reproduz assexuadamente, por multiplicação vegetativa, e por reprodução sexuada.
Na época da reprodução surgem, na página inferior das folhas, formações amareladas. Estas formações são grupos de estruturas pluricelulares, os esporângios que contêm células-mães de esporos que, por meiose (meiose pré-espórica), originam esporos haplóides. Estes quando caem em solo favorável germinam e cada um origina uma estrutura designada por protalo ou gametófito. Nesta estrutura diferenciam-se gametângios que originam os anterozóides e as oosferas. A fecundação origina um ovo ou zigoto que inicia a geração esporófita correspondente à diplofase. Do desenvolvimento do ovo surge a planta adulta.
No ciclo de vida do polipódio verifica-se a alternância de fases nucleares, pois ocorre a fecundação e a meiose. A fase mais desenvolvida é a fase diplóide, estando nela incluído o indivíduo adulto. A fase haplóide é bem diferenciada, incluindo o protalo com vida independente da planta adulta.
O polipódio é um ser haplodiplonte porque ambas as fases (diplóide e haplóide) são bem diferenciadas, incluindo entidades multicelulares.
Neste ciclo existe alternância de gerações, geração gametófita e geração esporófita. A geração esporófita (fase diplóide) compreende as estruturas desde a formação do zigoto até ás células-mães dos esporos. A geração gametófita (fase haplóide) compreende as estruturas desde a formação de esporos até à formação dos gâmetas.
Quando ocorre a reprodução assexuada, não se verifica alternância de fases nucleares, pois a nova planta é formada por multiplicação vegetativa, não ocorrendo os fenómenos de meiose e fecundação.

segunda-feira, 17 de novembro de 2008

Ciclos de Vida

Toda a sequência de acontecimentos que ocorrem na vida de um organismo, desde que ele se forma até produzir a sua própria descendência, constitui o seu ciclo de vida.
Existem três ciclos de vida:
  • Ciclo de vida haplonte;
  • Ciclo de vida diplonte;
  • Ciclo de vida haplodiplonte.

Ciclo de vida haplonte

A espirogira é uma alga verde filamentosa que pode reproduzir-se por reprodução assexuada ou por reprodução sexuada.

A reprodução assexuada ocorre quando as condições ambientais são favoráveis. A espirogira reproduz-se por fragmentação. Neste processo mantém-se a informação genética, não havendo alternância de fases nucleares.

A reprodução sexuada ocorre quando as condições ambientais são desfavoráveis. São os conteúdos das células que constituem os filamentos que vão funcionar como gâmetas. Os dois filamentos colocam-se lado a lado e forma-se um tubo de conjugação. O conteúdo de uma das células condensa e desloca-se através do tubo de conjugação até à célula do outro filamento. O conteúdo celular que se movimenta constitui o gâmeta dador, e o conteúdo celular que permanece imóvel é o gâmeta receptor. Da união dos gâmetas resulta uma célula diplóide, o ovo ou zigoto, que inicia a diplofase. O núcleo do ovo divide-se por meiose, formando quatro núcleos haplóides. Três dos quais degeneram, ficando uma célula com um núcleo haplóide. Por divisões mitóticas sucessivas forma-se um novo filamento de espirogira.

O ciclo de vida da espirogira é haplonte porque ocorre alternância de fases nucleares: fase haplóide, constituída por células de núcleo haplóide (n), compreendida entre a meiose e a fecundação; fase diplóide, constituída apenas pelo ovo ou zigoto de núcleo diplóide (2n). Neste ciclo predomina a haplofase a que pertence o indivíduo adulto, sendo a única célula diplóide o zigoto e a meiose, como ocorre após a a formação do zigoto, designa-se por meiose pós-zigótica.

Ciclo de vida diplonte

Nos mamíferos, incluindo o ser humano, a reprodução é exclusivamente sexuada, existindo unissexualismo. Quando ocorre a fecundação forma-se o zigoto que dá início à diplofase. O ovo sofre mitoses sucessivas e origina um embrião que se vai desenvolvendo até ao nascimento. Após o nascimento a criança continua a desenvolver-se até ser um indivíduo adulto. As células da linhagem germinativa sofrem meiose e originam gâmetas haplóides.

Neste ciclo de vida predomina a diplofase e a ela pertence o indivíduo adulto. A meiose ocorre quando se formam os gâmetas, por isso, designa-se por meiose pré-gamética e as únicas células haplóides são os gâmetas.

quarta-feira, 12 de novembro de 2008

Diversidade de estratégias na reprodução sexuada

O processo de reprodução sexuada só ocorre quando os gâmetas masculinos e os gâmetas femininos se encontram.

Reprodução sexuada nos animais
Nos animais, as estruturas onde se produzem gâmetas designam-se por gónadas. Há animais que possuem gónadas masculinos e também gónadas femininos, são designados por hermafroditas.
Pelo contrário, os animais que possuem um só tipo de gónadas (ou masculino, ou feminino) são designados por unissexuados ou gonocóricos.
Os organismos que vivem isolados realizam autofecundação, isto é, a fecundação efectua-se entre gâmetas produzidos pelo mesmo indivíduo, trata-se de um caso de hermafroditismo suficiente, garantindo a continuidade da espécie. Na maioria dos seres hermafroditas, a fecundação ocorre entre espermatozóides e óvulos produzidos em indivíduos diferentes, trata-se de hermafroditismo insuficiente, assegurando uma maior variabilidade genética nos descendentes.
Nos animais em que ocorre unissexualismo, a união de espermatozóides com óvulos efectua-se de diversos modos, dependendo da mobilidade dos animais, quer do local, meio aquático ou meio terrestre onde ocorre. Existem dois tipos fundamentais de fecundação: fecundação externa e fecundação interna.
  • Fecundação externa - os machos e as fêmeas lançam os gâmetas para o meio aquático. Ocorre um sincronismo na libertação de óvulos e de espermatozóides, bem como a produção de grande quantidade de gâmetas, contribui para a eficácia da fecundação externa. Existem moléculas específicas na membrana dos óvulos que permitem que a fecundação seja possível com espermatozóides provenientes de indivíduos da mesma espécie, portadores de moléculas complementares.

  • Fecundação interna - efectua-se no interior do organismo da fêmea. O macho deposita os espermatozóides no interior do sistema reprodutor da fêmea, onde ocorre a fecundação. Os gâmetas não suportam a dessecação que se verifica em meio terrestre.

A aproximação dos parceiros sexuais na época da reprodução favorece a fecundação. Ocorre um conjunto de múltiplas estratégias, definidas geneticamente e, apenas reconhecidas por indivíduos da mesma espécie. Na maioria das espécies, é o macho que procura atrair a fêmea, realizando um ritual complexo, que constitui a parada nupcial.

Reprodução sexuada nas plantas

Nas plantas, as estruturas onde são formados os gâmetas designam-se por gametângios. A estrutura produtora de gâmetas específica masculina é o anterídio e o feminino é o arquegónio. O gâmeta masculino designa-se por anterozóide e o gâmeta feminino por oosfera.

Existem plantas que possuem órgãos sexuais femininos e masculinos e produzem os dois tipos de gâmetas, designam-se por monóicas. As que possuem órgãos sexuais femininos ou masculinos e produzem só um tipo de gâmetas, designam-se por dióicas.

Existe uma grande variedade de flores que se distinguem pela sua posição na planta, pelas dimensões, pela forma e coloração das pétalas.

Para que ocorra a reprodução é necessário que se verifique a polinização, isto é, que haja transporte de grãos de pólen para os órgãos femininos da mesma flor, polinização directa, ou para os órgãos femininos de flores pertencentes a outras plantas da mesma espécie, polinização cruzada. A polinização cruzada permite uma maior variabilidade genética dos indivíduos das novas gerações.

Os grãos de pólen ao cairem sobre o estigma do sistema reprodutor da planta, ou seja, do carpelo, formam um longo tubo polínico sobre a estilete até penetrar no ovário. Ocorre a junção entre o gâmeta feminino e masculino, existe fecundação. Após a fecundação, originam-se sementes. As paredes do ovário desenvolvem-se formando o pericarpo, que envolve as sementes. O conjunto do pericarpo e da semente constitui o fruto. A dispersão dos frutos e das sementes é diversificada, podendo ser efectuada por insectos (entomófila) ou pelo vento (anemófila).

Os seres vivos também podem ser classificados quanto ao tipo de gâmetas produzidos:

  • Isogâmicos - os gâmetas produzidos são morfologicamente semelhantes - isogâmetas;
  • Anisogâmicos - os gâmetas produzidos são morfologicamente diferentes - anisogâmetas;
  • Oogâmicos - um gâmeta é muito menor que o outro - oogâmetas.

segunda-feira, 10 de novembro de 2008

Reprodução sexuada e variabilidade genética

Na reprodução sexuada, a meiose e a fecundação asseguram a manutenção do número de cromossomas de uma espécie de geração em geração. Estes dois processos contribuem para a variabilidade genética entre os indivíduos, pois cada ovo e cada indivíduo adulto que surge após o respectivo desenvolvimento embrionário apresenta uma mistura de genes paternos e maternos. Por isso, os descendentes são semelhantes, mas não iguais.

As quatro células haplóides resultantes de uma meiose, apresentam o mesmo número de cromossomas mas não possuem entre si a mesma informação genética.

Os dois momentos fundamentais na meiose que permitem o aparecimento de novas combinações de genes nos gâmetas são:
  • Durante a profase I ocorre o emparelhamento de cromossomas homólogos, podendo verificar-se a sobreposição dos seus cromatídios em locais designados por pontos de quiasma. Nesses pontos pode ocorrer troca de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over. Como nas células diplóides um dos cromossomas do par tem origem paterna e outro tem origem materna, este fenómeno permite a troca de genes entre os cromossomas dos progenitores, originando novas combinações de genes nos gâmetas. O número de combinações genéticas é ainda mais elevado devido a este fenómeno.
  • Durante a anáfase I, os diferentes pares de cromossomas homólogos separam-se independentemente uns dos outros, de modo que diversas combinações de cromossomas de origem materna e paterna possam ocorrer. A separação dos cromossomas ao acaso dirigida para cada pólo da célula contribui para a variação genética das células resultantes da meiose.

O número de combinações possíveis dos cromossomas de origem paterna e de origem materna nas células haplóides depende do número cromossómico da célula diplóide. Ou seja, o número possível de combinações é 2 elevado a n, sendo n o número de pares de cromossomas homólogos.

A descendência pode receber, no mesmo cromossoma, associações de genes que nunca antes tinham ocorrido.

Quando ocorre a fecundação, o número de possibilidades diferentes de combinações genéticas possíveis no ovo é igual ao produto das combinações genéticas possíveis nos dois gâmetas que se fundem.

Assim, os indivíduos apresentam um programa genético que contribui para o tornar único, diferindo dos progenitores e dos seus irmãos, devido aos fenómenos de meiose e fecundação:

  • à meiose porque a separação dos cromossomas homólogos se efectua ao acaso e também devido ao fenómeno de crossing-over;
  • à fecundação porque ocorre a união ao acaso dos gâmetas com informação genética diferente.

quarta-feira, 5 de novembro de 2008

Comparação entre a mitose e a meiose

Existem algumas diferenças entre os fenómenos de Mitose e de Meiose. No quadro seguinte encontram-se as principais diferenças.

Mutações cromossómicas

Durante o fenómeno da meiose podem ocorrer erros que conduzem a alterações na estrutura ou no número de cromossomas das células resultantes. Estas alterações designam-se por mutações cromossómicas e podem ser numéricas ou estruturais.
  • Mutações numéricas - anomalias em que há alteração do número de cromossomas. Podem ocorrer em diferentes etapas da meiose: durante a divisão I, pela não separação de cromossomas homólogos; durante a divião II, pela não separação de cromatídios de cada cromossoma. A alteração do número de cromossomas ao nível dos gâmetas, quer por excesso (2n+1, trissomia) quer por défice (2n-1, monossomia), pode implicar problemas nos indíviduos.

  • Mutações estruturais - envolvem alterações no número ou no arranjo dos genes, mas mantém-se o número de cromossomas. É devido, principalmente, à ruptura da estrutura linear dos cromossomas durante o crossing-over, seguida de uma reparação deficiente, responsável pelo aparecimento de sequências anormais de genes. Estas podem ser por: delecção, elimina-se um gene; duplicação, duplica um gene; inversão, troca de sequência genética; translocação, troca de genes entre cromossomas não homólogos.

As mutações podem ser espontâneas ou induzidas por agentes exteriores como raios X. A maioria destas mutações são prejudiciais para o indivíduo. No entanto, algumas delas podem ser benéficas e melhorar a capacidade de sobrevivência dos indivíduos das novas gerações.

As mutações são a fonte primária de variabilidade genética, que permite a diversidade de organismos e a evolução das espécies.

segunda-feira, 3 de novembro de 2008

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada constitui um processo quase universal de reprodução dos seres vivos eucariontes, podendo coexistir, no mesmo organismo com processos de reprodução assexuada.
Os indivíduos originados por reprodução sexuada não apresentam uma uniformidade de informação genética. Os descendentes possuem caracteres comuns entre si e com os progenitores, mas apresentam diferenças significativas em consequências dos fenómenos de fecundação e meiose que ocorrem.
A reprodução sexuada implica que ocorra a fusão de dois gâmetas, o gâmeta masculino e o gâmeta feminino. A célula resultante, o ovo ou zigoto, tem um conjunto de cromossomas que provém de cada um dos gâmetas. Cada par de cromossomas, um de origem materna e o outro de origem paterna, designam-se por cromossomas homólogos. Estes cromossomas têm forma e estrutura semelhantes e são portadores de genes para os mesmos caracteres. As células que possuem cromossomas homólogos designam-se por células diplóides e a sua constituição cromossómica representa-se por 2n.
Na fecundação verifica-se uma duplicação cromossómica. No entanto, a quantidade de material genético em cada espécie mantém-se constante de geração em geração. Isto implica que ocorra um processo de divisão nuclear, em que o número de cromossomas seja reduzido para metade. As células que contém apenas um cromossoma de cada par de cromossomas homólogos designam-se por células haplóides e representam-se por n.
Na reprodução sexuada, a fecundação e a meiose alternam entre si.
A meiose é o processo de divisão nuclear através do qual, a partir de uma célula com núcleo diplóide, se podem formar células com núcleo haplóide.
Na meiose ocorrem duas divisões sequenciais, a divisão I e a divisão II, que dá origem a quatro núcleos haplóides. A divisão I é reducional, porque o número de cromossomas fica reduzido; a divisão II é equacional, como a mitose.
A divisão I é precedida pela interfase. Durante a interfase, no período S ocorre a replicação do ADN constituinte dos cromossomas e no início da meiose, cada cromossoma é formado por dois cromatídios.
Divisão I- Divisão reducional
  • Prófase I - ocorre o emparelhamento dos cromossomas homólogos - sinapse - formando-se díadas cromossómicas, mas como cada cromossoma do par de homólogos tem dois cromatídios designa-se por tetrada cromatídica. Surgem pontos de cruzamento entre dois dois cromatídios de dois cromossomas homólogos, os pontos de quiasma. Nesses pontos podem ocorrer quebra e troca de segmentos de cromatídios entre dois cromossomas homólogos - crossing-over. O nucléolo e a membrana nuclear desaparecem e inicia-se a formação do fuso acromático.
  • Metáfase I - os pares de cromossomas dispõem-se na região equatorial do fuso, ficando os cromossomas de cada par de homólogos com os respectivos centrómeros orientados em pólos opostos e os pontos de quiasma na região equatorial. A orientação do par de homólogos é aleatória havendo depois a distribuição ao acaso de cromossomas maternos e paternos pelas células-filhas.
  • Anáfase I - separação ao acaso dos homólogos e em seguida ocorre a ascensão polar devido à quebra dos pontos de quiasma e assim, um cromossoma de cada par de homólogos dirige-se para um pólo enquanto que o outro se dirige para um pólo oposto. Cada cromossoma sobe aos pólos com os seus dois cromatídios - redução para metade do número de cromossomas.
  • Telófase I - um cromossoma de cada par de homólogos atinge os pólos. Desaparece o fuso acromático, reconstitui-se a membrana nuclear e inicia-se a individualização dos dois núcleos haplóides tens cada cromossoma dois cromatídios.

Divisão II - Divisão equacional

  • Prófase II - os cromossomas constituídos por dois cromatídios tornam-se mais grossos e mais curtos. Organiza-se o fuso acromático e o invólucro nuclear desaparece.
  • Metáfase II - os cromossomas encontram-se no seu máximo de encurtamento. Dispõem-se na zona equatorial do fuso acromático com os centrómeros no plano equatorial.
  • Anáfase II - os centrómeros dividem-se e os dois cromatídios de cada cromossoma, que passam a constituir cromossomas independentes, separam-se e migram para pólos opostos da célula.
  • Telófase II - os cromossomas atingem os pólos da célula e tornam-se mais finos e longos. Organiza-se o invólucro nuclear em volta de cada conjunto de cromossomas.

Aqui deixo um vídeo sobre a meiose.

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

quarta-feira, 29 de outubro de 2008

Mecanismos de reprodução assexuada

Olá! Hoje irei falar sobre os diferentes tipos de reprodução assexuada.
A reprodução é o fenómeno que garante a continuidade das gerações e a transmissão da vida. Existem dois tipos fundamentais: a reprodução assexuada, que forma novos indivíduos a partir de um só progenitor, sem ocorrer fusão de gâmetas; e a reprodução sexuada, onde os novos indivíduos são originados a partir de um ovo, célula que resulta da fusão de dois gâmetas.
A reprodução é sempre baseada na divisão celular e na capacidade de replicação do ADN, garantindo a passagem de informação genética ao longo das sucessivas gerações.
A reprodução assexuada pode manifestar-se através de diversos processos que têm em comum as seguintes características:
  • São rápidos e conduzem à obtenção de um elevado número de descendentes, o que permite uma rápida dispersão das populações;
  • Apenas é necessário um progenitor para originar descendentes, o que representa menos dispêndio de energia;
  • Os descentes possuem a mesma informação genética entre si e entre o progenitor;
  • Ocorrem quando as condições ambientais são favoráveis, permitindo crescimentos acentuados nas populações.

Algumas estratégias de reprodução assexuada são:

  • Bipartição ou cissipartição - divisão de um ser em dois com dimensões idênticas. Por exemplo a amiba, a planária e a paramécia.
  • Gemulação - formação de uma ou mais saliências, os gomos ou gemas, que se desenvolvem e separam, originando novos seres. Por exemplo, as leveduras, as hidras de água doce.
  • Esporulação - formação de células reprodutoras, os esporos, cada um dos quais pode originar um novo indivíduo. Por exemplo, o bolor do pão.
  • Multiplicação vegetativa - formação de novos seres a partir do desenvolvimento de certas estruturas vegetativas, como raízes, caules, folhas. Por exemplo, os fetos e o morangueiro.
  • Fragmentação - separação de fragmentos do corpo, originando cada fragmento um novo indivíduo por regeneração. Por exemplo, as algas e a estrela-do-mar.
  • Partenogénese - formação de novos indivíduos exclusivamente a partir do desenvolvimento de gâmetas femininos não fecundados. Por exemplo, pulgões e dáfnias.

Todos os processos de reprodução assexuada têm em comum o facto de os descendentes resultarem de uma ou várias células do progenitor. Essas células resultam de um processo de divisão mitótica, por isso, possuem a mesma constituição genética do progenitor. Por esta razão, a produção de indivíduos por reprodução assexuada designa-se clonagem e os indivíduos por clones.

As plantas reproduzem-se naturalmente por multiplicação vegetativa, no entanto foram-se desenvolvendo técnicas de propagação artificial de espécies com interesse económico. A clonagem de plantas realiza-se a partir de um fragmento de uma planta que forma outra planta geneticamente igual. As células se forem diferenciadas sofrem desdiferenciação, tendo a capacidade de originar todos os tecidos característicos da planta. Este processo é designado por micropropagação.

A ovelha Dolly é o caso mais conhecido de clonagem em animais por transferência de núcleos de células somáticas. A Dolly é um clone de uma ovelha de onde foi retirado o núcleo de uma célula diferenciada e introduzida no oócito já sem núcleo. O ovo sofreu sucessivas mitoses e especializou-se em certos tecidos formando a ovelha. A ovelha Dolly é geneticamente igual à ovelha que foi clonada, logo a reprodução assexuada tem uma reduzida variabilidade genética.

A possibilidade de clonar um animal evidencia que o núcleo de uma célula especializada pode perder a sua especificidade, comportando-se como o núcleo de um ovo a partir do qual ocorre o desenvolvimento de um ser multicelular com uma grande diversidade de tipos de células.

segunda-feira, 20 de outubro de 2008

Diferenciação celular

O desenvolvimento de um indivíduo compreende um conjunto de fenómenos biológicos que decorrem desde a célula-ovo até ao estado adulto. A divisão celular permite a regeneração de certos tecidos e órgãos dos organismos bem como o crescimento dos seres pluricelulares. Caso não tenha ocorrido nenhum erro, as células que resultam das divisões mitóticas do ovo possuem o mesmo número de cromossomas, ou seja, com a mesma informação genética.
Durante o processo de crescimento de um organismo, as células, apesar de serem geneticamente idênticas, vão sofrendo um processo de diferenciação celular que as torna morfologicamente diferentes e capazes de desempenhar determinada função.
As células diferenciadas podem perder a sua especialização, tornando-se células indiferenciadas. Estas células readquirem a capacidade de originar um indivíduo completo e designam-se totipotentes, pois conservam todas as potencialidades genéticas do núcleo inicial. Esta capacidade das células está a ser investigada para posteriores tratamentos de doenças, como a diabetes e a doença de Parkinson. Através da cultura de tecidos pretende-se obter a partir de células indiferenciadas tecidos específicos.
A diferenciação celular envolve a expressão de determinados genes e a inactivação de outros.
A célula possui rigorosos mecanismos de regulação capazes de assegurar que num determinado momento da vida determinados genes estejam activos e outros não. Esse controlo ocorre em diferentes níveis de expressividade do ADN e com intervenção de moléculas. O controlo faz-se ao nível da transcrição e ao nível da tradução, e é influenciado por elementos provenientes do ambiente. Por exemplo, as metaplasias são mudanças reversíveis num determinado tipo de células que são substituídas por células de outro tipo.

segunda-feira, 13 de outubro de 2008

Variação da quantidade de ADN durante a mitose

Na divisão celular, o programa genético de uma célula é transmitido com fidelidade às células-filhas, garantindo a estabilidade genética através de sucessivas gerações. Durante a Interfase, no período S, ocorre a replicação semiconservativa das moléculas de ADN que fazem parte dos cromossomas. Estes ficam constituídos por dois cromatídios ligados pelo centrómero. As células ficam com a informação genética duplicada. Na fase G2 cada um dos cromatídios de cada cromossoma é idêntico, tanto no plano genético como na fisiologia, ao cromossoma inicial da fase G1. Durante a mitose, e após a clivagem dos centrómeros, cada um dos cromossomas-irmãos migra para os pólos da célula. Na anáfase ocorre uma distribuição equitativa dos cromossomas e do ADN pelas células-filhas. Estas recebem um número de cromossomas idêntico ao da célula-mãe e, portanto, a mesma informação genética, garantindo a estabilidade genética através das gerações, se nenhum erro ocorrer.

Regulação do Ciclo Celular

Olá! Hoje irei falar sobre a regulação do ciclo celular.

Existem mecanismos de regulação do ciclo celular. Estes mecanismos actuam em três pontos (final da G1, durante a mitose e final da G2) e só avança se determinadas condições se verificarem.

  • Controlo em G1 - as células fazem uma “avaliação interna” relativamente ao prosseguimento do ciclo celular. Se for negativa a célula não se divide e fica em G0, permanecem neste estado até serem estimuladas para prosseguirem o seu ciclo celular. Se a molécula de ADN se encontrar danificado e não puder ser reparado irá ocorrer a apoptose ou morte celular. A apoptose é um processo em que se verifica a auto-destruição da célula, visto que esta não se encontra em condições para se dividir. Verifica-se o colapso do núcleo, a fragmentação do material genético e a fragilização da membrana plasmática, até que a célula acaba por se fragmentar.
  • Controlo em G2 – o ciclo celular prossegue se a replicação semiconservativa do ADN ocorreu correctamente. Caso haja algum dano na molécula de ADN ocorre a apoptose celular.
  • Controlo na Mitose – a mitose é interrompida se os cromossomas não se alinham de forma adequada ou não se distribuem de forma equitativa pelas células-filhas.

Quando estes mecanismos de regulação do ciclo celular falham, pode ocorrer, por exemplo, um cancro ou neoplasia maligna. Numa neoplasia, as células dividem-se descontroladamente e podem adquirir características de malignidade. As células dos tumores malignos podem se espalhar para tecidos vizinhos – metastização.

Os mecanismos de regulação são influenciados por moléculas provenientes quer do meio interno quer do meio externo. É fundamental evitar situações que possam danificar o ADN, como as radiações, na medida em que os mecanismos de reparação e de controlo podem não actuar.

Deixo aqui um vídeo sobre a mitose.

http://www.youtube.com/watch?v=5gV5OML7jtA

sexta-feira, 10 de outubro de 2008

Ciclo Celular

Olá! Hoje irei falar sobre o ciclo celular que corresponde ao conjunto de transformações que ocorrem desde a formação de uma célula até ao momento em que se divide para formar duas novas células. O ciclo celular de uma célula é composto por duas fases: a interfase e a fase mitótica ou período da divisão celular.

Interfase - é a fase entre o fim de uma divisão celular e o início da seguinte. A generalidade das células passa a maior parte da sua vida em interfase. Durante esse período verifica-se uma intensa actividade metabólica vital. A célula prepara-se para a divisão celular. Ocorre o aumento do tamanho da célula e a duplicação do conteúdo celular. Os centríolos são estruturas cilíndricas constituídas por microtúbulos (filamentos cilíndricos constítuidos por uma proteína) que também duplicam. Durante a interfase os cromossomas encontram-se distendidos. Quando uma célula se divide, cada nova célula recebe os organelos e o ADN necessários para o seu funcionamento. A interfase pode ser subdividida em três fases, designadas Fase G1, S e G2. Na fase G1 existe crescimento celular acompanhado de uma intensa actividade de síntese de proteínas, enzimas e organelos celulares. Na fase S ocorre a replicação de cada uma das moléculas de ADN, que se associam às respectivas proteínas. Cada cromossoma passa a ser constituído por dois cromatídios ligados pelo centrómero. É também durante esta fase, que fora do núcleo nas células animais ocorre a duplicação dos centríolos. A fase G2 decorre entre o final da síntese de ADN e o início da mitose. Neste período dá-se a síntese de biomoléculas necessárias à divisão celular. Fase mitótica - durante esta fase podem considerar-se duas etapas: a mitose (divisão do núcleo) e a citocinese (divisão do citoplasma). Mitose: corresponde à divisão do núcleo em dois, com o mesmo tipo e quantidade de ADN que o núcleo original. O ADN, que durante a interfase se encontrava disperso sob a forma de cromatina, condensa-se para formar cromossomas durante a mitose. Embora a mitose seja um processo contínuo, pode-se distinguir quatro fases: prófase, metáfase, anáfase e telófase.

  • Prófase - os filamentos de cromatina condensam-se, tornando-se cada vez mais grossos e densos, passando cada cromossoma a ser constituído por dois cromatídios unidos pelo centrómero. Os dois pares de centríolos começam a afastar-se em sentidos opostos, formando entre eles o fuso acromático ou mitótico. Quando os centríolos atingem os pólos, a membrana nuclear desorganiza-se.
  • Metáfase - os cromossomas atingem o seu máximo de encurtamento. Os pares de centríolos estão nos pólos da célula e o fuso acromático completa o seu desenvolvimento. Os cromossomas deslocam-se para o plano equatorial, formando a placa equatorial, em que os centrómeros estão voltados para o centro e os braços dos cromossomas estão voltados para fora.
  • Anáfase - ocorre a clivagem de cada um dos centrómeros, separando-se os cromatídios, que passam a constituir dois cromossomas independentes. As fibrilas encurtam-se e cada cromossoma (agora constituído por um cromatídio) ascende para os pólos. No final da anáfase, os dois pólos da célula têm conjuntos completos e equivalentes de cromossomas e, portanto, de ADN.
  • Telófase - a membrana nuclear reorganiza-se à volta dos cromossomas de cada célula-filha, os nucléolos reaparecem, dissolve-se o fuso acromático, os cromossomas descondensam-se e alongam-se. A célula fica constituída por dois núcleos.

Depois da mitose ocorre a citocinese que consiste na divisão do citoplasma e, consequentemente, a individualização das duas células-filhas. Nas células animais, nos dois últimos estádios da mitose, no fim da anáfase e na telófase, forma-se na zona do plano equatorial um anel contráctil de filamentos proteicos. Estes contraem-se e puxam a membrana para dentro, causando um sulco de clivagem que vai estrangulando o citoplasma, até se separarem as duas células-filhas.

No entanto, nas células vegetais a citocinese processa-se de um modo diferente pois não ocorre por estrangulamento, devido à parede celular rígida destas não o permitir. A citocinese ocorre devido às vesículas derivadas do Complexo de Golgi que se alinham na zona equatorial da célula, posteriormente estas fundem-se e o seu conteúdo forma uma placa de fragmoplastos em torno da qual mais tarde se deposita a celulose. Originando assim as duas paredes celulares das duas células-filhas.

No quadro seguinte faz-se uma comparação entre a fase mitótica em células animais e em células vegetais:

Fontes: http://pt.shvoong.com/exact-sciences/biology/418160-ciclo-celular/ http://disciplinex.wordpress.com/2008/11/14/citocinese/ http://www.colegioportugal.pt/fi_ciclo_celular.pdf