Biologia para Majors I

resultados de aprendizagem

• entender como a reprodução sexual leva a diferentes ciclos de vida sexual

A Rainha Vermelha Hipótese

Ele não está na disputa reprodução sexual fornece evolutiva vantagens para os organismos que utilizam este mecanismo para produzir descendentes. Mas por que razão, mesmo face a condições bastante estáveis, a reprodução sexual persiste quando é mais difícil e dispendiosa para organismos individuais? A variação é o resultado da reprodução sexual, mas por que as variações contínuas são necessárias? Entre a hipótese da Rainha Vermelha, proposta pela primeira vez por Leigh Van Valen em 1973. O conceito foi nomeado em referência à raça da Rainha Vermelha no livro de Lewis Carroll, através do espelho.todas as espécies co-evoluem com outros organismos; por exemplo, os predadores evoluem com as suas presas, e os parasitas evoluem com os seus hospedeiros. Cada pequena vantagem obtida pela variação favorável dá a uma espécie uma vantagem sobre concorrentes próximos, predadores, parasitas, ou mesmo presas. O único método que permitirá a uma espécie em co-evolução manter a sua quota-parte dos recursos é também melhorar continuamente a sua aptidão. À medida que uma espécie ganha uma vantagem, isso aumenta a seleção sobre as outras espécies; elas também devem desenvolver uma vantagem ou elas serão superadas. Nenhuma espécie única progride muito à frente porque a variação genética entre a descendência da reprodução sexual fornece a todas as espécies um mecanismo para melhorar rapidamente. Espécies que não conseguem manter-se extinguem-se. O slogan da Rainha Vermelha era: “é preciso tudo o que se pode fazer para ficar no mesmo lugar.”This is an apt description of co-evolution between competing species.ciclos de vida de organismos reprodutivos sexuais fertilização e meiose alternam nos ciclos de vida sexual. O que acontece entre estes dois eventos depende do organismo. O processo de meiose reduz o número de cromossomas para metade. A fertilização, a junção de dois gâmetas haplóides, restabelece a condição diplóide. Existem três categorias principais de ciclos de vida em organismos multicelulares: diplóides-dominante, em que o multicelulares diplóides fase é a mais óbvia fase da vida, como com a maioria dos animais, incluindo os seres humanos; haplóides-dominante, em que o multicelulares haplóides fase é a mais óbvia fase da vida, como com todos os fungos e algumas algas; e alternância de gerações, em que as duas fases são aparentes, em diferentes graus, dependendo do grupo, como nas plantas e em algumas algas.

ciclo de vida dominante por diplóides

quase todos os animais utilizam uma estratégia de ciclo de vida dominante por diplóides em que as únicas células haplóides produzidas pelo organismo são os gâmetas. No início do desenvolvimento do embrião, células diplóides especializadas, chamadas células germinativas, são produzidas dentro das gónadas, como os testículos e ovários. As células germinativas são capazes de mitose para perpetuar a linha celular e meiose para produzir gâmetas. Uma vez que os gâmetas haploid são formados, eles perdem a capacidade de dividir novamente. Não há estágio de vida haplóide multicelular. A fertilização ocorre com a fusão de dois gâmetas, geralmente de indivíduos diferentes, restaurando o estado diplóide (Figura 1).

Figura 1. Em animais, adultos reprodutivos sexualmente formam gâmetas haplóides a partir de células germinais diplóides. A fusão dos gâmetas dá origem a um óvulo fertilizado, ou zigoto. O zigoto irá passar por múltiplas rodadas de mitose para produzir uma descendência multicelular. As células germinativas são geradas no início do desenvolvimento do zigoto.

haplóide-ciclo de vida dominante

a maioria dos fungos e algas empregam um tipo de ciclo de vida no qual o “corpo” do organismo-a parte ecologicamente importante do ciclo de vida—é haplóide. As células haplóides que compõem os tecidos do estágio multicelular dominante são formadas por mitose. Durante a reprodução sexual, células haplóides especializadas de dois indivíduos, designados de ( + ) e ( − ) tipos de acasalamento, unem-se para formar um zigoto diplóide. O zigoto sofre imediatamente meiose para formar quatro células haplóides chamadas esporos. Embora haploid como os “pais”, estes esporos contêm uma nova combinação genética de dois pais. Os esporos podem permanecer dormentes por vários períodos de tempo. Eventualmente, quando as condições são propícias, os esporos formam estruturas haplóides multicelulares por muitas rodadas de mitose (exemplo 1).

Pergunta Prática

Figura 2. Fungos, tais como mofo de pão preto (Rhizopus nigricans), têm ciclos de vida haploid-dominante. O estágio multicelular haplóide produz células haplóides especializadas por mitose que se fundem para formar um zigoto diplóide. O zigoto sofre meiose para produzir esporos haplóides. Cada esporo dá origem a um organismo haplóide multicelular por mitose. (crédito “zygomycota” micrografia: modificação de trabalho por “Fanaberka”/Wikimedia Commons)

Se uma mutação ocorre para que o fungo não é mais capaz de produzir um sinal de menos de acasalamento tipo, ainda assim será capaz de reproduzir?

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provavelmente sim como o fungo pode se reproduzir assexuadamente.

alternação de gerações

o terceiro tipo de ciclo de vida, empregado por algumas algas e por todas as plantas, é uma mistura dos extremos haplóides dominantes e diplóides dominantes. Espécies com alternância de gerações têm organismos multicelulares haplóides e diplóides como parte de seu ciclo de vida. As plantas multicelulares haplóides são chamadas gametófitas, porque produzem gâmetas a partir de células especializadas. A meiose não está diretamente envolvida na produção de gâmetas neste caso, porque o organismo que produz os gâmetas já é um haploide. A fertilização entre os gâmetas forma um zigoto diplóide. O zigoto irá sofrer muitas rodadas de mitose e dar origem a uma planta multicelular diplóide chamada esporofita. Células especializadas do esporófito sofrerão meiose e produzirão esporos haplóides. Os esporos serão subsequentemente transformados em gametófitos (Figura 3).

Figura 3. As plantas têm um ciclo de vida que se alterna entre um organismo haplóide multicelular e um organismo diplóide multicelular. Em algumas plantas, como fetos, tanto o haploid quanto o diplóide são estágios de vida livre. A planta diplóide é chamada esporofita porque produz esporos haplóides por meiose. Os esporos desenvolvem-se em plantas haplóides multicelulares chamadas gametófitas porque produzem gâmetas. Os gâmetas de dois indivíduos fundem-se para formar um zigoto diplóide que se torna o esporófito. (credit “fern”: modification of work by Cory Zanker; credit “sporangia”: modification of work by “Obsidian Soul” /Wikimedia Commons; credit “gametophyte and sporophyte”: modificação de trabalho por “Vlmastra”/Wikimedia Commons)

Apesar de todas as plantas utilizam alguma versão do alternância de gerações, o tamanho relativo do último e o gametophyte e a relação entre eles variam muito. Em plantas como o musgo, o organismo gametófito é a planta viva livre, e o esporófito é fisicamente dependente do gametófito. Em outras plantas, como fetos, tanto as plantas de gametofita quanto as de esporofita são livres; no entanto, o esporofita é muito maior. Em plantas de semente, como as magnólias e margaridas, o gametófito é composto por apenas algumas células e, no caso do gametófito feminino, é completamente retido dentro do esporófito.a reprodução Sexual assume muitas formas em organismos multicelulares. No entanto, em algum ponto em cada tipo de ciclo de vida, a meiose produz células haplóides que se fundem com a célula haplóide de outro organismo. Os mecanismos de variação—crossover, sortimento aleatório de cromossomos homólogos, e fertilização aleatória—estão presentes em todas as versões da reprodução sexual. O fato de que quase todos os organismos multicelulares na Terra empregam reprodução sexual é uma forte evidência para os benefícios de produzir descendência com combinações genéticas únicas, embora haja outros benefícios possíveis também.

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