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.

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.

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.

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.

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.

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