Autofecundação: em animais, em plantas e exemplos - Ciência - 2023

Contente

o selfing É a união dos gametas masculino e feminino do mesmo indivíduo. Ocorre em organismos hermafroditas - seres que combinam as funções masculina e feminina em um único indivíduo, de forma sequencial ou simultânea.

Quando a produção dos gametas de ambos os tipos se sobrepõe no tempo (pelo menos no tempo), os hermafroditas são simultâneos. Essa modalidade oferece a possibilidade de autofecundação.

Em organismos multicelulares, especialmente plantas e animais, ser hermafrodita parece ser um fenômeno amplamente distribuído.

A autofecundação é uma estratégia ideal para ambientes constantes com pouca disponibilidade de parceiros.No entanto, traz algumas consequências negativas, como depressão por consanguinidade.

Nesse fenômeno, a variabilidade genética da população é reduzida, o que diminui sua capacidade de adaptação às mudanças ambientais, resistência a patógenos ou herbívoros. Esses aspectos parecem ser importantes para a linhagem de plantas e animais.

Nas plantas

Nas plantas, é comum que o mesmo indivíduo seja "o pai e a mãe" de suas sementes. Embora o papel principal das flores seja - provavelmente - promover a fertilização cruzada, a autofecundação pode existir em espécies hermafroditas.

Alguns exemplos de plantas onde esse fenômeno ocorre são as ervilhas (organismo usado por Gregor Mendel para desenvolver as leis básicas da herança, onde o evento de autofertilização foi crucial para o processo) e algumas leguminosas.

No caso das flores de soja, por exemplo, as flores podem se abrir para permitir a polinização cruzada por insetos, ou podem permanecer fechadas e autopolinizar.

Em animais

De acordo com Jarne et al. (2006), excluindo os insetos, aproximadamente um terço das espécies animais apresentam o fenômeno do hermafroditismo. Esse fato facilitou a evolução da autofecundação em inúmeras espécies animais.

A distribuição das taxas de autofecundação são semelhantes às das plantas, sugerindo que processos semelhantes operaram nas duas linhagens a favor da evolução da autofecundação.

Para Jarne et al. (2006), o hermafroditismo é raro nos filos de animais maiores, principalmente artrópodes. É um fenômeno comum em filos menores, incluindo esponjas do mar, águas-vivas, platelmintos, moluscos, ascídias e anelídeos.

Esses autores descobriram que o evento de autofecundação ocorre em táxons onde gametas (tanto masculinos quanto femininos) são produzidos em um único local ou glândula, como ocorre em caramujos pulmonares.

Também pode ocorrer em situações em que os gametas são produzidos em diferentes locais, ou quando são expelidos para a água, como ocorre nas espécies marinhas.

Em alguns trematódeos e oligoquetas, a autofecundação ocorre após uma cópula necessária no mesmo indivíduo.

Vantagens da autofecundação

Existem algumas vantagens na autofecundação a curto prazo. Primeiro, os gametas feminino e masculino vêm do mesmo indivíduo parental.

Assim, os organismos se beneficiam de 50% a mais com a transmissão de seus genes - em comparação com apenas 50% da contribuição típica da reprodução sexual, já que os 50% restantes correspondem à contribuição do parceiro sexual.

A autofecundação também pode ser favorecida quando a região habitada pela espécie em questão é caracterizada por baixo número de parceiros potenciais ou, no caso de plantas, em áreas onde há pouca disponibilidade de polinizadores.

Além disso, em espécies de plantas, a autofecundação levaria à economia de energia, uma vez que as flores dessas plantas podem ser pequenas (não precisam mais ser grandes e visíveis para atrair polinizadores) com uma quantidade limitada de pólen.

Assim, a autofecundação garante a reprodução e aumenta a colonização da área. A hipótese ecológica mais aceita para explicar a evolução da autofecundação está relacionada à garantia da reprodução.

Desvantagens de autofecundação

A principal desvantagem da autofecundação é considerada depressão por endogamia. Este fenômeno implica na redução de ginástica ou atitude biológica da progênie consanguínea em relação à progênie cruzada.

Por esse motivo, existem espécies que, embora sejam hermafroditas, possuem mecanismos que impedem a autofecundação. Os principais mecanismos serão abordados na próxima seção.

A visão atual da evolução da autofecundação envolve forças ecológicas e evolutivas. Do ponto de vista de Fisher, uma interação entre as vantagens óbvias da autofecundação e depressão devido à consanguinidade é assumida.

Este modelo prevê a formação de autofecundação ou cruzamentos puros, como resultado da seleção disruptiva (quando os extremos de uma característica são favorecidos), o que não favorece o aumento da frequência de variantes intermediárias.

Desta forma, os modelos propõem a evolução deste sistema como a interação de seus benefícios versus suas desvantagens.

Já os modelos ecológicos propõem taxas intermediárias de autofecundação.

Mecanismos que impedem a autofecundação nas plantas

É amplamente conhecido que a reprodução sexual oferece benefícios imensos. O sexo aumenta a diversidade genética dos descendentes, o que se traduz em uma maior probabilidade de que os sucessores enfrentem desafios maiores, como mudanças ambientais, organismos patogênicos, entre outros.

Em contraste, a autofertilização ocorre em certas plantas e animais. Sugere-se que esse processo garante que o novo indivíduo se desenvolverá plenamente, sendo também uma estratégia viável - embora dependa da espécie e das condições ambientais.

Verificou-se que em várias angiospermas existem mecanismos que impedem a autofecundação em organismos hermafroditas, complicando de várias maneiras que a flor pode se fertilizar.

Essas barreiras aumentam a variedade genética da população, uma vez que buscam garantir que os gametas masculino e feminino sejam de pais diferentes.

Plantas que apresentam flores com estames e carpelos funcionais evitam a autofecundação com a discrepância do tempo de maturação das estruturas. Outra modalidade é um arranjo estrutural que impede a transferência de pólen.

O mecanismo mais comum é a autoincompatibilidade. Nesse caso, as plantas tendem a rejeitar seu próprio pólen.

Referências

Jarne, P., & Auld, J. R. (2006). Os animais também se confundem: a distribuição da autofecundação entre os animais hermafroditas.Evolução, 60(9), 1816-1824.
Jiménez-Durán, K., & Cruz-García, F. (2011). Incompatibilidade sexual, um mecanismo genético que impede a autofecundação e contribui para a diversidade das plantas.Revista mexicana de ervas, 34(1), 1-9.
Lande, R., & Schemske, D. W. (1985). A evolução da autofecundação e depressão por endogamia nas plantas. I. Modelos genéticos.Evolução, 39(1), 24-40.
Schärer, L., Janicke, T., & Ramm, S. A. (2015). Conflito sexual em hermafroditas.Perspectivas de Cold Spring Harbor em biologia, 7(1), a017673.
Slotte, T., Hazzouri, K. M., Ågren, J.A., Koenig, D., Maumus, F., Guo, Y. L.,… & Wang, W. (2013). O genoma da Capsella rubella e as consequências genômicas da rápida evolução do sistema de acasalamento.Genética da natureza, 45(7), 831.
Wright, S. I., Kalisz, S., & Slotte, T. (2013). Consequências evolutivas da autofecundação nas plantas.Procedimentos. Ciências Biológicas, 280(1760), 20130133.