A reprodução é uma das principais características dos seres vivos. Ela é responsável pela geração de novos indivíduos e é por meio dela que a vida se mantém na Terra.
Essa é uma das características que melhor
distingue os seres vivos da matéria não viva.
Em todos os seres vivos, para que a produção de novos indivíduos aconteça, é necessária a divisão celular. Nesse processo,
uma célula origina novas células.
O crescimento de um ser vivo pluricelular até o tamanho adulto
é decorrência do aumento do número de células no organismo.
Esse aumento deve-se à capacidade que as células têm para sofrer
divisão celular, processo em que duplicam suas estruturas internas
e dividem-se, originando novas células.
A divisão celular também torna possível substituir as células que
morreram ou foram lesadas. A reposição das células mortas da pele
humana e a cicatrização de um corte, por exemplo, ocorrem graças
às divisões celulares.
Além de ser responsável pelo crescimento e pelos reparos no
organismo, o processo de divisão celular ocupa posição de destaque na reprodução dos seres vivos, como você perceberá nos
demais itens. Essa posição de destaque é consequência de um
fato importante: uma nova célula se origina de uma célula anteriormente existente.
Cada célula eucarionte apresenta filamentos formados por
DNA – o material genético – e proteínas. O conjunto desses filamentos é chamado de cromatina. Durante a divisão celular, a
cromatina se condensa, e os filamentos passam a ser chamados
de cromossomos.
Na maioria das espécies de seres vivos descritas, os cromossomos se encontram aos pares. Um dos cromossomos do par
tem origem paterna, e o outro tem origem materna. Esses pares
de cromossomos são chamados de cromossomos homólogos.
TIPOS DE DIVISÃO CELULAR
Antes de se dividir, uma célula precisa duplicar seu material
genético. Assim, após a duplicação, cada filamento de DNA terá
um novo filamento associado a ele. Nas células eucarióticas, esses filamentos duplicados são chamados de cromátides-irmãs.
Após a duplicação do material genético, a cromatina se condensa e, então, a célula inicia a divisão. Há dois tipos básicos de
divisão celular: a mitose e a meiose.
MITOSE
Na mitose, uma célula, chamada de célula-mãe, dá origem a duas novas células, chamadas de células-filhas, que são idênticas à
célula-mãe. Durante a divisão, as cromátides--irmãs se separam, e o material genético se
distribui igualmente entre as células formadas.
Em seres unicelulares, a mitose é um pro
cesso de reprodução. Nos pluricelulares, ela é
importante para o crescimento e a regeneração do organismo.
MEIOSE
A meiose é o processo de divisão celular em que uma célula-mãe dá origem a quatro células-filhas. Cada uma das quatro
células-filhas tem metade da quantidade de cromossomos da
célula-mãe. Isso acontece porque, durante a meiose, ocorrem
duas divisões celulares e apenas uma duplicação do material
genético.
Na primeira divisão, os pares de cromossomos homólogos se
separam. Na segunda divisão, o processo é parecido com o da
mitose: ocorre a separação das cromátides-irmãs.
Por meio da meiose, os seres vivos formam esporos e game
tas, células relacionadas à reprodução.
TIPOS DE REPRODUÇÃO
A produção de novos indivíduos pode ocorrer por reprodução assexuada ou por reprodução sexuada. Ambos os processos são observados nos mais diversos grupos de seres vivos.
Na reprodução assexuada, apenas um indivíduo participa do processo e não há união de células reprodutivas. Nesse tipo de reprodução, um indivíduo é gerado a partir de uma única célula ou de uma parte de um único genitor. Em geral, os descendentes são geneticamente idênticos entre si e em relação ao genitor e, por isso, são chamados clones. Em espécies com reprodução assexuada, a composição genética dos organismos praticamente não muda ao longo das gerações.
Esse tipo de reprodução não requer a presença de um parceiro para a troca de gametas
nem para o acasalamento. Essa situação pode
ser vantajosa quando a probabilidade de encontrar indivíduos da mesma espécie é baixa.
Algumas das formas de reprodução assexuada
mais comuns são a divisão binária, o brotamento, a esporulação e a multiplicação vegetativa.
A divisão binária ocorre em organismos unicelulares, como o protozoário da foto. Nesse processo, a única célula do indivíduo se divide em duas, formando dois novos organismos.
Estudos indicam que a reprodução assexuada foi a forma mais primitiva de reprodução, pela qual um organismo unicelular crescia e se dividia em dois; esses dois também cresciam e se dividiam, dando continuidade à espécie.
Na reprodução sexuada, há participação de células reprodutivas
chamadas gametas, em geral provenientes de dois indivíduos diferentes.
Nesse tipo de reprodução, os gametas masculinos e os gametas femininos
se unem no processo de fecundação, dando origem a uma única célula,
o zigoto. Este se divide muitas vezes, gerando um novo indivíduo. Nesse
tipo de reprodução, os descendentes são geneticamente diferentes dos
genitores, já que houve mistura de material genético.
Os gametas transportam apenas metade da carga genética
encontrada nas células corporais do indivíduo. Essas células com
metade da carga genética são denominadas haploides. A fecundação reúne duas metades da carga genética, presente cada uma em
um gameta, resultando em um zigoto com a carga genética completa. O desenvolvimento do embrião, formado com a fecundação,
dará origem a um indivíduo formado por células com a carga genética típica da espécie. Essas células são denominadas diploides,
pois apresentam duas cópias de cada tipo de cromossomo.
A maioria das
bananeiras,
principalmente
as que dão frutos
usados na nossa
alimentação, se
reproduz de forma
assexuada.
Algumas espécies apresentam os dois tipos
de reprodução durante o seu ciclo de vida,
como alguns animais invertebrados, algumas
algas, fungos e muitas plantas.
O surgimento da reprodução sexuada foi
um acontecimento importante para a história
da vida no planeta Terra. Esse tipo de reprodução possibilita maior variabilidade genética
na descendência, uma vez que a mistura do
material genético dos dois genitores na formação dos novos seres aumenta a diversidade de
características dos descendentes.
Saruê (Didelphis sp.) com filhotes.
O saruê, assim como a maioria dos
animais, se reproduz de forma sexuada.
De modo geral, é possível dizer que há vantagens e desvantagens nos
dois tipos de reprodução. A reprodução assexuada costuma ser mais rápida
e mais simples que a reprodução sexuada. Porém, ela confere homogeneidade genética à prole, já que os descendentes (clones) são originados
de um único genitor. Essa homogeneidade pode ser uma desvantagem,
considerando que todos os indivíduos da população têm características
semelhantes. Isso significa que podem ser amplamente afetados por uma
alteração ambiental, caso sejam sensíveis a ela, e não sobreviver.
A reprodução sexuada, por sua vez, é um processo mais complexo
e mais demorado quando comparado à reprodução assexuada. Porém,
ela garante a variabilidade genética na população, que traz a vantagem
de aumentar a chance de haver indivíduos com características diferentes.
Isso aumenta a chance de sobrevivência da população e melhora sua
adaptação ao meio, em caso de alteração ambiental.
Hermafroditismo
O hermafroditismo ocorre quando um mesmo indivíduo é
capaz de produzir gametas masculinos e femininos simultânea
mente. Nesse caso, pode haver autofecundação, se o indivíduo
fecundar a si mesmo, ou fecundação cruzada, quando dois indivíduos trocam gametas masculinos que serão usados para fecundar os próprios óvulos.
Muitas plantas são hermafroditas, assim como certas espécies de vermes nematódeos, moluscos e peixes.
Características hereditárias
Desde a Antiguidade, sabe-se que características (como cor dos
olhos, formato dos lábios, cor dos cabelos, formato das orelhas, tamanho do nariz etc.) são transmitidas de pais para filhos, ou seja,
são características hereditárias. Pensava-se, porém, que essas características eram simplesmente “misturadas” de geração em geração.
Somente no século XIX é que o conhecimento humano sobre
a hereditariedade sofreu considerável avanço.
O responsável por
esse avanço foi Gregor Mendel (1822-1884), que realizou uma série
de experimentos cujas conclusões revelaram os fundamentos da
transmissão das características hereditárias.
Os trabalhos de Mendel levaram à conclusão de que as características hereditárias dos pais não são simplesmente “misturadas”
pela natureza para originar filhos com características intermediárias.
A hereditariedade está relacionada a “unidades” fornecidas por
ambos os pais a cada um de seus descendentes.
Essas “unidades” transferidas dos pais para os filhos são atual
mente denominadas genes. Os genes compõem o material genético
existente nas células, relacionado às chamadas características hereditárias, ou genéticas. Os genes são responsáveis por condições
necessárias para o funcionamento do metabolismo celular (conjunto
de todos os processos que ocorrem em uma célula) e para o desenvolvimento das características de um organismo. Fatores ambientais
também intervêm nesse desenvolvimento e muitas vezes podem
até mesmo modificar características de um organismo.
A Genética é o estudo dos genes
Os genes e a maneira como eles são transferidos para os descendentes são objeto de estudo da ciência denominada Genética.
É importante que você perceba, desde já, que, mesmo entre os
descendentes de um mesmo par de indivíduos, a diversidade pode
ser muito grande.
Os cientistas descobriram que existem fatores capazes de provocar alterações nos genes. Alguns desses fatores são a radiação solar
ultravioleta, a radiação nuclear e algumas substâncias químicas,
como certos componentes da fumaça do cigarro. Quando ocorre uma
alteração num gene, dizemos que houve uma mutação gênica, ou,
simplesmente, uma mutação.
As mutações, quando acontecem, podem modificar a informação
registrada no gene. Se uma mutação ocorrer numa célula reprodutiva (espermatozoide ou óvulo) o gene alterado pode ser transmitido
para um descendente. Os genes alterados contêm, em alguns casos,
mutações prejudiciais que podem inviabilizar o funcionamento saudável do corpo e levá-lo à morte. A maioria das mutações, no entanto,
não acarreta nenhuma mudança significativa, seja ela vantajosa ou
prejudicial ao organismo.
Contudo, uma mutação pode eventualmente ser benéfica para o
indivíduo. Suponha, por exemplo, que, em razão de uma mutação
gênica, um pernilongo de uma determinada espécie nasça resistente a certo inseticida. Essa característica favorece sua sobrevivência
até chegar à vida adulta, reproduzir-se e transmitir a nova versão
do gene a seus descendentes, que também poderão ser resistentes
ao inseticida. Estes, por sua vez, também serão favorecidos, e a característica vantajosa tende a ser passada para grande número dos
descendentes, ampliando sua ocorrência nos membros da espécie.
Como a vida na Terra existe há bilhões de anos, houve muito
tempo para que mutações produzissem genes com efeitos vantajosos aos seus possuidores. As mutações são as fontes de novos
genes e os seus portadores são submetidos às condições naturais
de competição pela sobrevivência. Esses genes, caso tornem esses
indivíduos mais aptos a enfrentar o ambiente, podem se incorporar
à bagagem genética da espécie.
Os progressos no estudo da Genética esclareceram a importância
dos genes na hereditariedade e o papel das mutações no apareci
mento de variações genéticas responsáveis por novas características
em uma espécie.