Reprodução assexuada: características e tipos - Ciência - 2023

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o reprodução assexuada É definida como a multiplicação de um indivíduo capaz de produzir filhos sem a necessidade de fecundação. Portanto, os organismos filhos consistem em clones do pai.

Os descendentes de eventos reprodutivos assexuados são considerados cópias idênticas de seus pais. No entanto, é preciso lembrar que a cópia do material genético está sujeita a alterações chamadas de “mutações”.

A reprodução assexuada é predominante em organismos unicelulares, como bactérias e protistas. Na maioria dos casos, uma célula-tronco dá origem a duas células-filhas, em um evento denominado fissão binária.

Embora os animais sejam geralmente associados à reprodução sexuada e as plantas à reprodução assexuada, é uma relação errada e em ambas as linhagens encontramos os dois modelos básicos de reprodução.

Existem diferentes mecanismos pelos quais um organismo pode se reproduzir assexuadamente. Em animais, os principais tipos são fragmentação, brotamento e partenogênese.

No caso das plantas, a reprodução assexuada se caracteriza por ser extremamente variada, visto que esses organismos apresentam grande plasticidade. Eles podem se reproduzir, por estacas, rizomas, estacas e até por porções de folhas e raízes.

A reprodução assexuada tem várias vantagens. É rápido e eficiente, permitindo a colonização de ambientes em um tempo relativamente curto. Além disso, você não precisa gastar tempo e energia lutando por parceiros sexuais ou danças de namoro complexas e elaboradas.

No entanto, sua principal desvantagem é a falta de variabilidade genética, que é uma condição sine qua non para que os mecanismos responsáveis pela evolução biológica possam atuar.

A falta de variabilidade em uma espécie pode levar à sua extinção caso tenham que enfrentar condições desfavoráveis, chamemos de pragas ou climas extremos. Portanto, a reprodução assexuada é entendida como uma adaptação alternativa em resposta a condições que exigem populações uniformes.

Características gerais

A reprodução sexual ocorre quando um indivíduo produz novos organismos a partir de estruturas somáticas. Os descendentes são geneticamente idênticos ao pai em todos os aspectos do genoma, exceto nas regiões que sofreram mutações somáticas.

Diferentes termos são usados para se referir à produção de novos indivíduos a partir de tecidos ou células somáticas. Na literatura, a reprodução sexuada é sinônimo de reprodução clonal.

Para animais, o termo reprodução agammética (do inglês reprodução agamética), enquanto nas plantas é comum usar a expressão reprodução vegetativa.

Um imenso número de organismos se reproduz ao longo de suas vidas por meio da reprodução sexuada. Dependendo do grupo e das condições ambientais, o organismo pode se reproduzir exclusivamente assexuadamente ou alternar com eventos de reprodução sexuada.

Reprodução assexuada em animais (tipos)

Em animais, a prole pode vir de um único progenitor por meio de divisões mitóticas (reprodução assexuada) ou pode ocorrer por meio da fertilização de dois gametas de dois indivíduos diferentes (reprodução sexuada).

Vários grupos de animais podem se reproduzir assexuadamente, predominantemente grupos de invertebrados. Os tipos mais importantes de reprodução assexuada em animais são os seguintes:

Gemmation

O brotamento consiste na formação de uma saliência ou secreção do indivíduo parental. Essa estrutura é chamada de gema e dará origem a um novo organismo.

Este processo ocorre em certos cnidários (medusas e afins) e tunicados, onde a prole pode ser produzida por protuberâncias no corpo dos pais. O indivíduo pode crescer e se tornar independente ou apegar-se a seus pais para formar uma colônia.

Existem colônias de cnidários, os famosos corais rochosos, que podem se estender por mais de um metro. Essas estruturas são constituídas por indivíduos formados por eventos de brotamento, cujas gêmulas permaneceram conectadas. As hidras são conhecidas por sua capacidade de se reproduzir assexuadamente por brotamento.

No caso de poríferos (esponjas), a brotação é uma forma bastante comum de reprodução. As esponjas podem formar gêmulas para resistir a tempos com condições ambientais desfavoráveis. No entanto, as esponjas também exibem reprodução sexual.

Fragmentação

Os animais podem dividir seus corpos em um processo de fragmentação, onde uma peça pode dar origem a um novo indivíduo. Este processo é acompanhado pela regeneração, onde as células da porção parental original se dividem para gerar um corpo completo.

Esse fenômeno ocorre em diferentes linhagens de invertebrados, como esponjas, cnidários, anelídeos, poliquetas e tunicados.

Os processos de regeneração não devem ser confundidos per se com eventos de reprodução assexuada. Por exemplo, as esponjas quando perdem um dos braços, podem regenerar um novo. No entanto, não implica reprodução, uma vez que não conduz ao aumento do número de indivíduos.

Na estrela do mar do gênero Linckia é possível que um novo indivíduo se originou de um braço. Assim, um organismo com cinco braços pode dar origem a cinco novos indivíduos.

Planarians (Turbellarians) são organismos vermiformes com a capacidade de se reproduzir sexualmente e assexuadamente. Uma experiência comum em laboratórios de biologia é fragmentar uma planária para observar como um novo organismo se regenera a partir de cada peça.

Partenogênese em invertebrados

Em alguns grupos de invertebrados, como insetos e crustáceos, um óvulo é capaz de se desenvolver um indivíduo completo, sem a necessidade de ser fecundado por um espermatozóide. Esse fenômeno é denominado partenogênese e é comum em animais.

O exemplo mais claro é o dos himenópteros, especificamente as abelhas. Esses insetos podem dar origem a machos, chamados zangões, por meio da partenogênese. Como os indivíduos vêm de um óvulo não fertilizado, eles são haplóides (eles têm apenas metade da carga genética).

Pulgões - outro grupo de insetos - podem dar origem a novos indivíduos por meio de processos de partenogênese ou de reprodução sexual.

No crustáceo Daphnia a fêmea produz diferentes tipos de ovos dependendo das condições ambientais. Os ovos podem ser fecundados e dar origem a um indivíduo diplóide ou desenvolver-se por partenogênese. O primeiro caso está associado a condições ambientais desfavoráveis, enquanto a partenogênese ocorre em ambientes prósperos.

No laboratório, a partenogênese pode ser induzida pela aplicação de produtos químicos ou estímulos físicos. Em certos equinodermos e anfíbios, esse processo foi realizado com sucesso e é denominado partenogênese experimental. Da mesma forma, existe uma bactéria do gênero Wolbachia capaz de induzir o processo.

Partenogênese em vertebrados

O fenômeno da partenogênese se estende à linhagem dos vertebrados. Em vários gêneros de peixes, anfíbios e répteis, ocorre uma forma mais complexa desse processo, envolvendo a duplicação do conjunto de cromossomos, levando a zigotos diplóides sem a participação de um gameta masculino.

Aproximadamente 15 espécies de lagartos são conhecidas por sua capacidade única de reprodução por partenogênese.

Embora esses répteis não precisem diretamente de um parceiro para conceber (na verdade, essas espécies não têm machos), eles requerem estímulos sexuais de falsas cópulas e sessões de namoro com outros indivíduos.

Androgênese e Ginogênese

No processo de androgênese, o núcleo do ovócito degenera e é substituído pelo núcleo do pai por meio da fusão nuclear de dois espermatozoides. Embora ocorra em algumas espécies animais, como os bichos-pau, por exemplo, não é considerado um processo comum naquele reino.

Por outro lado, a ginogênese consiste na produção de novos organismos por oócitos diplóides (células sexuais femininas) que não sofreram a divisão de seu material genético por meiose.

Lembre-se de que nossas células sexuais possuem apenas metade dos cromossomos e, quando ocorre a fertilização, o número de cromossomos é restaurado.

Para que a ginogênese ocorra, a estimulação do esperma do homem é necessária. O produto da descendência da ginogênese são as fêmeas idênticas às suas mães. Essa via também é conhecida como pseudogamia.

Reprodução assexuada em plantas (tipos)

Nas plantas, existe um amplo espectro de modos de reprodução. Eles são organismos altamente plásticos e não é incomum encontrar plantas que podem se reproduzir sexualmente e assexuadamente.

No entanto, descobriu-se que muitas espécies preferem a forma assexuada de reprodução, embora seus ancestrais o fizessem sexualmente.

No caso da reprodução assexuada, as plantas podem gerar descendentes de diferentes maneiras, desde o desenvolvimento de um óvulo não fertilizado até a obtenção de um organismo completo por um fragmento do pai.

Como no caso dos animais, a reprodução sexuada ocorre por eventos de divisão celular por mitose, que resultam em células idênticas. Abaixo, discutiremos os tipos mais relevantes de reprodução vegetativa:

Stolons

Algumas plantas são capazes de se reproduzir por caules finos e alongados que se originam ao longo da superfície do solo. Essas estruturas são conhecidas como estolões e geram raízes em intervalos espaçados. As raízes podem gerar caules eretos que se desenvolvem em indivíduos independentes com o tempo.

Um exemplo notável é a espécie de morango ou morango (Fragaria ananassa) que é capaz de gerar diversas estruturas, incluindo folhas, raízes e caules de cada nó de um estolão.

Rizomas

Tanto no caso de estolhos quanto de rizomas, os botões axilares das plantas podem gerar um rebento especializado para a reprodução assexuada. A planta-mãe representa uma fonte de reserva para os brotos.

Rizomas são caules de crescimento indefinido que crescem sob o solo - ou acima - horizontalmente. Como os estolões, eles produzem raízes adventícias, que irão gerar uma nova planta idêntica à mãe.

Este tipo de reprodução vegetativa é importante no grupo das gramíneas (onde os rizomas levam à formação de botões que dão origem a caules com folhas e flores), perenes ornamentais, pastagens, juncos e bambus.

Estacas

As estacas são pedaços ou pedaços de um caule do qual uma nova planta se origina. Para que esse evento ocorra, o caule deve ser enterrado no solo para evitar o ressecamento e pode ser tratado com hormônios que estimulam o crescimento das raízes adventícias.

Em outros casos, o pedaço do caule é colocado na água para estimular a formação de raízes. Depois de transferido para um ambiente adequado, um novo indivíduo pode se desenvolver.

Enxertos

As plantas podem se reproduzir inserindo um botão em um sulco feito anteriormente em um caule de uma planta lenhosa que tem raízes.

Quando o procedimento é bem-sucedido, a ferida é fechada e a haste viável. Coloquialmente, diz-se que a planta "pegou".

Folhas e raízes

Existem algumas espécies onde as folhas podem ser utilizadas como estruturas para a reprodução vegetativa. A espécie popularmente conhecida como "planta maternidade" (Kalanchoe daigremontiana) pode gerar plantas separadas do tecido meristemático localizado na borda de suas folhas.

Essas pequenas plantas crescem presas às folhas, até que estejam maduras o suficiente para se separarem de sua mãe. Ao cair no chão, a planta filha cria raízes.

Na cereja, maçã e framboesa, a reprodução pode ocorrer pelas raízes. Essas estruturas subterrâneas produzem brotos capazes de originar novos indivíduos.

Existem casos extremos como o dente-de-leão. Se alguém tentar arrancar a planta do solo e fragmentar suas raízes, cada um dos pedaços pode dar origem a uma nova planta.

Esporulação

A esporulação ocorre em uma ampla variedade de organismos vegetais, incluindo musgos e samambaias. O processo consiste na formação de um número significativo de esporos capazes de resistir a condições ambientais adversas.

Os esporos são pequenos elementos que se dispersam facilmente, seja por animais ou pelo vento. Ao chegar a uma zona favorável, o esporo se desenvolve em um indivíduo igual ao que o originou.

Propágulos

Os propágulos são acumulações de células, típicas de briófitas e samambaias, mas também são encontradas em certas plantas superiores, como tubérculos e gramíneas. Essas estruturas vêm do talo e são pequenos botões com capacidade de se espalhar.

Partenogênese e apomixia

Na botânica, também é frequentemente aplicado no termo partenogênese. Embora seja usado em um sentido mais restrito para descrever um evento de "apomixia gametofítica". Nesse caso, um esporófito (a semente) é produzido por uma célula de um óvulo que não sofre redução.

Apoxymysis está presente em aproximadamente 400 espécies de angiospermas, enquanto outras plantas podem fazê-lo facultativamente. Assim, partenogênese descreve apenas uma parte da reprodução assexuada em plantas. Portanto, sugere-se evitar o uso do termo para plantas.

Alguns autores (ver De Meeûs et al. 2007) geralmente dividem a apomixia da reprodução vegetativa. Além disso, classificam a apomixia como a gametofítica já descrita, e provém do esporófito, onde o embrião se desenvolve a partir de uma célula nuclear ou outro tecido somático do ovário que não passa pela fase gametofítica.

Vantagens da reprodução assexuada em plantas

Em geral, a reprodução assexuada permite que a planta se reproduza em cópias idênticas que são bem adaptadas a esse ambiente particular.

Além disso, a reprodução assexuada em pratas é um mecanismo rápido e eficiente. Por isso, é utilizada como estratégia quando o organismo se encontra em áreas onde os ambientes não são muito adequados para a reprodução por sementes.

Por exemplo, plantas localizadas em ambientes áridos da Patagônia, como os córions, reproduzem-se dessa forma, ocupando grandes áreas de solo.

Por outro lado, os agricultores têm aproveitado este tipo de propagação. Eles podem selecionar uma variedade e reproduzi-la assexuadamente para obter clones. Assim, eles obterão uniformidade genética e permitirão que retenham algumas características desejadas.

Reprodução assexuada em microrganismos (tipos)

A reprodução assexuada é muito comum em organismos unicelulares. Em linhagens procarióticas, por exemplo, bactérias, os mais proeminentes são a fissão binária, brotamento, fragmentação e fissão múltipla. Por outro lado, em organismos eucarióticos unicelulares há divisão binária e esporulação.

Fissão binária em bactérias

A fissão binária é um processo de divisão do material genético, seguido pela divisão eqüitativa do interior da célula para obter dois organismos idênticos ao pai e idênticos um ao outro.

A fissão binária começa quando as bactérias estão em um ambiente onde há nutrientes suficientes e o ambiente é propício para a reprodução. Então, a célula experimenta um leve evento de alongamento.

Mais tarde, começa a replicação do material genético. Nas bactérias, o DNA é organizado em um cromossomo circular e não é delimitado por uma membrana, como o núcleo conspícuo e distinto dos eucariotos.

No período de divisão, o material genético é distribuído em lados opostos da célula em divisão. Nesse ponto, começa a síntese dos polissacarídeos que formam a parede bacteriana, depois ocorre a formação de um septo no meio e a célula finalmente se separa completamente.

Em alguns casos, as bactérias podem começar a se dividir e duplicar seu material genético. No entanto, as células nunca se separam. Exemplos disso são os aglomerados de cocos, como os diplococos.

Fissão binária em eucariotos

Em eucariotos unicelulares, como Trypanosoma Por exemplo, ocorre um tipo semelhante de reprodução: uma célula dá origem a duas células-filhas de tamanhos semelhantes.

Devido à presença de um verdadeiro núcleo celular, esse processo se torna mais complexo e elaborado. Um processo de mitose deve ocorrer para que o núcleo se divida, seguido pela citocinese que compreende a divisão do citoplasma.

Fissão múltipla

Embora a fissão binária seja a modalidade reprodutiva mais comum, algumas espécies, como Bdellovibrio¸ são capazes de sofrer múltiplas fissões. O resultado desse processo são várias células-filhas, e não mais duas, como mencionado na fissão binária.

Gemmation

É um processo semelhante ao mencionado para os animais, mas extrapolado para uma única célula. O brotamento bacteriano começa com um pequeno botão que difere da célula-mãe. Essa protuberância passa por um processo de crescimento até se separar gradativamente da bactéria que a originou.

O brotamento resulta em uma distribuição desigual do material contido na célula.

Fragmentação

Geralmente, bactérias do tipo filamentoso (por exemplo Nicardia sp.) podem se reproduzir por esta rota. As células do filamento se destacam e começam a crescer como novas células.

Esporulação

A esporulação consiste na produção de estruturas chamadas esporos. São estruturas altamente resistentes compostas por uma célula.

Este processo está vinculado às condições ambientais que circundam o organismo, geralmente quando estas se tornam desfavoráveis por falta de nutrientes ou climas extremos desencadeia a esporulação.

Diferenças entre reprodução sexual e assexuada

Em indivíduos que se reproduzem assexuadamente, a prole consiste em cópias virtualmente idênticas de seus pais, ou seja, clones. O genoma do único pai é copiado por divisões celulares mitóticas, onde o DNA é copiado e transmitido em partes iguais às duas células-filhas.

Em contraste, para que ocorra a reprodução sexual, dois indivíduos do sexo oposto devem participar, com exceção dos hermafroditas.

Cada um dos pais carrega um gameta ou células sexuais geradas por eventos meióticos. A prole consiste em combinações únicas entre ambos os pais. Em outras palavras, existe uma variação genética notável.

Para compreender os altos níveis de variação na reprodução sexual, devemos nos concentrar nos cromossomos durante a divisão. Essas estruturas são capazes de trocar fragmentos entre si, levando a combinações únicas. Portanto, quando observamos irmãos dos mesmos pais, eles não são idênticos entre si.

Vantagens da reprodução assexuada versus sexual

A reprodução assexuada tem várias vantagens sobre a reprodução sexuada. Em primeiro lugar, nenhum tempo e energia são desperdiçados nas complexas danças de namoro ou lutas femininas típicas de algumas espécies, visto que apenas um dos pais é necessário.

Em segundo lugar, muitos indivíduos que se reproduzem sexualmente gastam muita energia na produção de gametas que nunca são fertilizados. Isso permite que você colonize novos ambientes de forma rápida e eficiente, sem a necessidade de encontrar um parceiro.

Teoricamente, os modelos de reprodução assexuada citados acima conferem mais vantagens - em relação aos sexuais - aos indivíduos que vivem em ambientes estáveis, pois podem perpetuar seus genótipos de maneira precisa.

Referências

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