Partenogênese

Em alguns animais é possível ocorrer o nascimento de um novo ser apenas com o desenvolvimento do óvulo, sem que haja para isso a fecundação pelo espermatozoide. Esse tipo de reprodução é conhecido como partenogênese, que quer dizer ‘origem virgem’. 

Vários grupos de animais podem se reproduzir por partenogênese, como pulgas-d’água, pulgões, abelhas, lagartos, salamandras, alguns peixes como o tubarão-martelo, entre outras espécies. 

Existem várias formas de partenogênese e duas delas são bastante conhecidas: a que ocorre em abelhas, em que os machos (zangões) são originados por partenogênese (de óvulos não fecundados); e a que ocorre em certos lagartos, em que as fêmeas produzem clones de si mesmas.

O desenvolvimento dos animais

Após a fecundação, inicia-se o desenvolvimento do organismo. O zigoto sofre divisões mitóticas e o embrião é formado. Os estágios iniciais do desenvolvimento podem ocorrer no interior do corpo da mãe ou fora dele.

Na formação do embrião, o desenvolvimento dos animais pode prosseguir de duas maneiras, listadas a seguir.  

• Desenvolvimento direto: os filhotes nascem semelhantes ao adulto. Isso acontece em mamíferos, répteis, aves, na maioria dos peixes e em alguns grupos de invertebrados. Nesse caso, os filhotes crescem e se desenvolvem até atingir a fase adulta. 

• Desenvolvimento indireto: os filhotes nascem diferentes da forma adulta e passam por transformações ao longo do ciclo de vida, até se tornarem adultos. Isso acontece, por exemplo, em alguns peixes, nos anfíbios e em diversos grupos de invertebrados.

No desenvolvimento indireto, durante as fases de vida, o animal pode ter diferenças nas estruturas corporais, nos hábitos de alimentação e de vida e até nos habitat que ocupa. Isso é o que ocorre, por exemplo, com as rãs e os sapos, que fazem parte do grupo dos anfíbios. Dos ovos desses animais, saem larvas chamadas de girinos, que em muitas espécies se desenvolvem na água. Os girinos têm cauda e respiram por brânquias. Com o passar do tempo, eles vão sofrendo transformações em um processo chamado de meta morfose. Nele, gradualmente eles perdem a cauda e surgem as pernas. 

A respiração vai se modificando com o desenvolvimento de pulmões e da capacidade de respirar através da pele, enquanto ocorre a regres são das brânquias. A estrutura da boca e a alimentação também se modificam. Depois de todas essas transformações, se tornam adultos. 

Em outros animais com desenvolvimento indireto, a transformação das larvas em adultos também recebe o nome de metamorfose. É o caso de diversos insetos, crustáceos e moluscos. O número de fases larvais e as mudanças durante o desenvolvimento podem variar entre as espécies. 

No caso das borboletas, por exemplo, a metamorfose tem três fases principais. A larva que sai do ovo é muito diferente do adulto; ela se ali menta e cresce durante um tempo. Depois, na fase de pupa, entra em um casulo e dele emerge com as características do adulto. 

Os gafanhotos, por sua vez, saem dos ovos parecidos com o adulto, em uma fase chamada de ninfa. As ninfas passam por algumas trans formações, como o desenvolvimento das asas, até se tornarem adultos. 

Animais ovíparos

Quando o embrião se desenvolve fora do corpo da mãe, mas dentro de um ovo, dizemos que o animal é ovíparo. Alguns animais ovíparos depositam seus ovos diretamente no ambiente aquático, como a maioria dos peixes, ou nas proximidades da água, como muitos anfíbios. Outros depositam seus ovos no ambiente terrestre, como os répteis, as aves e alguns poucos mamíferos, como o ornitorrinco.

Animais ovovivíparos

Quando o embrião se desenvolve no interior de um ovo, mas é mantido no corpo da fêmea até o momento da eclosão, dizemos que o animal é ovovivíparo. É o caso de alguns peixes e alguns répteis. Nesse caso, o embrião obtém os nutrientes de que precisa do ovo, e não do corpo da mãe.

Animais vivíparos

Quando o embrião se desenvolve no corpo da mãe, ou seja, obtendo nutrientes diretamente do corpo dela, sem que haja um ovo, dizemos que o animal é vivíparo. É o caso da maioria dos mamíferos e de alguns peixes, anfíbios e répteis.

Comparando esses três tipos de desenvolvimento, os que possibilitam maior proteção à prole são os que ocorrem no interior do corpo da mãe, ou seja, em ovovivíparos ou em vivíparos. No entanto, em algumas espécies ovíparas, os ovos recebem cuidados parentais até o momento da eclosão, o que também lhes confere proteção.

Número de filhotes e cuidado parental

Muitos animais cuidam de seus ovos e de sua prole nos estágios iniciais de desenvolvimento, o que aumenta a chance de sobrevivência dos filhotes. Esse comportamento se denomina cuidado parental.

A maior parte dos peixes não apresenta cuidado parental. No entanto, em algumas espécies, o macho é quem cuida dos ovos, ou dos filhotes, depois que eclodem. O macho da espécie Opistognathus aurifrons, por exemplo, carrega os ovos em sua cavidade bucal até o momento da eclosão, protegendo-os de eventuais predadores.

Em muitas espécies de aves, tanto o macho quanto a fêmea exibem comportamentos de cuidado parental. Por exemplo, na espécie Tachycineta leucorrhoa, conhecida popularmente como andorinha-de-sobre-branco, macho e fêmea fazem a manutenção e a proteção do ninho, e ambos providenciam a alimentação dos filhotes. 

Para cuidar da prole, geralmente pouco numerosa, os pais gastam muita energia. No entanto, os cuidados aumentam a probabilidade de os filhotes nascerem e de atingirem a vida adulta. 

Em espécies que não exibem cuidado parental, como muitos peixes e tartarugas, a maior parte da prole não chega à fase adulta por diversos fatores, como a predação de ovos e de juvenis. Contudo, geralmente há produção de grande número de ovos.

Formas de reprodução: vantagens e desvantagens

Cada forma de reprodução apresenta vantagens e desvantagens para o indivíduo e, portanto, para a população daquela espécie. 

Na reprodução assexuada, a principal vantagem para o indivíduo é a economia de energia: não é preciso procurar parceiros nem produzir gametas. Para a população, a vantagem é a geração de grande quantidade de descendentes adaptados às condições ambientais daquele hábitat, o que garante aumento rápido do crescimento da população. 

Como todos os descendentes de um mesmo organismo são idênticos a ele, dizemos que há pouca ou nenhuma variabilidade entre eles. Isso significa que, em caso de uma alteração ambiental, como uma mudança de temperatura, umidade ou salinidade, ou no caso de uma doença, existe um grande risco de toda a população ser eliminada de uma só vez, constituindo uma desvantagem desse tipo de estratégia reprodutiva.

Na reprodução sexuada, a principal vantagem é a grande variabilidade genética dos descendentes, que herdam um dos conjuntos cromossômicos do pai e o outro da mãe, ou seja, eles não são idênticos a nenhum de seus genitores. Essa diversidade aumenta a chance de sobrevivência da espécie em caso de alterações no ambiente. 

Entretanto, a reprodução sexuada também tem desvantagens, como a necessidade do encontro entre machos e fêmeas, o que implica gasto de energia; a possibilidade de transmissão de doenças entre parceiros; a menor quantidade de descendentes, quando comparada com a reprodução assexuada, resultando em um crescimento mais lento da população.

Fecundação interna ou externa

O encontro dos gametas masculino e feminino pode acontecer no interior do corpo dos animais ou no ambiente. Na fecundação interna, o encontro dos gametas masculinos e femininos ocorre no interior do corpo da fêmea. Os mamíferos são um exemplo de animais que apresentam fecundação interna.

Fala-se em fecundação externa quando o encontro dos gametas ocorre no ambiente. Os anfíbios anuros, como os sapos e as rãs, realizam a fecundação externa.

Fecundação cruzada e autofecundação

Na reprodução sexuada, a união dos gametas masculino e feminino pode ocorrer de duas maneiras: por meio de fecundação cruzada ou por autofecundação. 

Quando os gametas masculinos de um indivíduo fecundam os gametas femininos de outro indivíduo, fala-se em fecundação cruzada. Podemos observar a união de gametas de dois indivíduos diferentes na maioria dos animais vertebra dos e em alguns invertebrados. 

Entretanto, em algumas espécies, um mesmo indivíduo pode apresentar gametas masculinos e femininos. Esses indivíduos são chamados hermafroditas. 

Nessas espécies pode ocorrer a autofecundação, que é a fecundação dos gametas femininos do indivíduo por seus próprios gametas masculinos

A divisão celular

Há dois tipos de divisão celular: a mitose e a meiose. Vamos estudar, a seguir, esses dois processos e as situações em que cada um deles ocorre.

Mitose

Para crescer, desenvolver-se e reparar ferimentos, os seres vivos pluricelulares precisam de novas células, que são produzidas por meio do processo de divisão celular denominado mitose.

Meiose

Muitos seres vivos pluricelulares também produzem células específicas para a reprodução sexuada, por meio da divisão celular denominada meiose. As células geradas são chamadas células sexuais ou gametas.

O material genético

Uma célula eucariótica é constituída basicamente de membrana plasmática, citoplasma, diferentes organelas e um núcleo delimitado por membrana. No núcleo há material genético que, nos eucariontes, é sempre DNA (sigla em inglês para ácido desoxirribonucleico). O material genético é responsável pela hereditariedade, que consiste na transmissão das características da geração parental para os descendentes.

O DNA é uma molécula com estrutura tridimensional, na qual podem ser reconhecidas duas fitas que formam uma espiral chamada dupla-hélice. Nas células, o DNA encontra-se associado a proteínas específicas, formando a cromatina.

Durante a divisão celular, a cromatina adquire uma forma bastante condensada, denominada cromossomo. Cada cromossomo é, portanto, uma molécula de DNA enovelada em proteínas que garantem essa estrutura.

O número de cromossomos nas células varia entre as espécies de seres vivos. Células humanas, por exemplo, comumente apresentam um total de 46 cromossomos, com exceção das células reprodutivas. Os seres pluricelulares que realizam a reprodução sexuada, como os seres humanos, apresentam dois tipos de célula: as somáticas, que formam o organismo, e as reprodutivas, também chamadas células sexuais ou gametas, responsáveis pela reprodução.

As células somáticas têm cromossomos de origem paterna e de origem materna, formando dois conjuntos cromossômicos. Assim, nessas células, os cromossomos apresentam-se em pares e, por isso, o número de cromossomos pode ser representado por 2n. Denominamos essas células de diploides. Nas células somáticas humanas, 2n é igual a 46 cromossomos.

Os gametas, por sua vez, apresentam apenas um conjunto cromossômico. O número de cromossomos dessas células pode ser representado por n, uma vez que apresentam apenas um cromossomo de cada par. Elas são denominadas haploides. Nas células reprodutivas humanas, n é equivalente a 23 cromossomos.

Ao conjunto organizado de todos os cromossomos de um organismo eucarionte dá-se o nome de cariótipo. Observe a seguir os cariótipos obtidos da célula somática de uma mulher e de um homem. Cada imagem apresenta 23 pares de cromossomos duplicados. Note que os cromossomos sexuais são organizados à parte e destacados com um quadro vermelho. 

A diferença entre o cariótipo da fêmea e o do macho, no caso dos seres humanos, dos demais mamíferos, dos insetos e de alguns peixes, está em apenas um par de cromossomos, também chamados cromossomos sexuais. Nas fêmeas desses animais, o par de cromos somos sexuais é constituído de dois cromossomos X; nos machos, há um cromossomo X e um Y.