Reprodução sexuada e a sua variabilidade

REPRODUÇÂO SEXUADA E A SUA VARIABILIDADE
INTRODUÇÃO:
August Weismann (1889) -- Sexo é... “uma fonte de variação individual que fornece material para a operação da selecção natural”.
Limitações: a reprodução sexuada certamente produz variabilidade, que passará pelo crivo da selecção natural. A explicação do Weismann, porém, assume que uma adaptação é criada hoje com a intenção de facilitar a evolução amanhã.

Ronald Fisher (1930), Hermann Muller (1932), James Crow e Motoo Kimura (1965) -- Sexo é... “Uma adaptação que permite a linhagens sexuais juntar boas mutações, de forma a sobrepor-se a reprodução assexuada”.
Limitações: hoje, admite-se que, em geral, a evolução não ocorre pela disputa entre grupos, linhagens ou espécies, e sim pela disputa entre indivíduos possuidores de diferentes genótipos.

Mark Kirkpatrick e Cheryl Jenkins (1989) -- Sexo é... “Um mecanismo que aumenta a probabilidade de uma mutação recessiva ‘boa’ se manifestar num indivíduo”.
Limitações: embora modelos teóricos demonstrem que tal hipótese funciona bem sob certas condições (altas taxas de selecção e mutação), ela não explica por que, no mundo real, o número de organismos que fazem auto fecundação (caminho mais curto para reunir boas mutações recessivas) é tão baixo.

Hermann Müller (1964) e Alexey Kondrashov (1982) -- Sexo é... “um mecanismo para eliminar mutações prejudiciais”.
Limitações: as baixas taxas de mutação verificadas em organismos procariotas (cujas células não têm núcleo diferenciado) sugerem que existem soluções celulares mais simples e baratas que a meiose para evitar a acumulação de mutações prejudiciais.

H arriBernstein (1983) -- Sexo é... “um mecanismo que permite a reparação do DNA• (ácido desoxirribonucleico) através da recombinação”.
Limitações: diversos argumentos sugerem que a reparação do DNA deve ser visto como uma consequência benéfica da existência do sexo e não sua causa.


George C. Williams (1966) e John Maynard Smith (1971) -- Sexo é... “Um mecanismo que permite
a produção de filhos geneticamente diversos, capazes de enfrentar a variabilidade temporal e espacial do ambiente”.
Limitações: essa hipótese prevê que o sexo deve ocorrer com maior frequência em ambientes instáveis, mais sujeitos a variações das condições bióticas. No entanto, os padrões geográficos e ecológicos relacionados à reprodução sexuada são opostos ao previsto por essa hipótese: a reprodução assexuada é mais comum em organismos de água doce, onde os teores de nutrientes e a temperatura variam bastante, e a reprodução sexuada predomina em ambientes marinhos, mais constantes. Além disso, organismos assexuados são comuns no início da sucessão ecológica, em países temperados e em topos de montanha, onde espera-se maior instabilidade.


William D. Hamilton (1980) -- Sexo é... “Um mecanismo evolutivo pelo qual os organismos podem escapar dos seus parasitas”
Limitações: a serem descobertas.





Imagem 1 - Fecundação
In: www.alunosonline.com.br/img/reproducao-sexuad...


“Que sexo é bom, Já ninguém duvida ”
No entanto, quando os cientistas se perguntam “bom para que?” há controvérsias. Em 1889, o biólogo alemão August Weismann (1834-1914) notou que a função do sexo não poderia ser a de permitir a multiplicação dos organismos, pois diversas espécies reproduzem-se sem recorrer ao sexo.
Muitas espécies de plantas utilizam o processo de mergulhia para obter um novo indivíduo.
Outros organismos, como as planarias, podem gerar novos organismos pela fragmentação do corpo. Micróbios unicelulares simplesmente dividem-se em dois, por um processo semelhante à mitose. E muitos insectos, como os dragões de komodo, produzem ovos que geram cópias genéticas do indivíduo que os produziu -- tal processo, chamado de ‘partenogénese’, é uma forma de reprodução assexuada bem comum entre os animais, e ocorre até em animais mais complexos, como alguns lagartos, peixes e anfíbios.
A grande maioria dos animais e plantas, porém, reproduz-se sexuadamente, misturando
genes do pai com genes da mãe (reprodução cruzada). Para que a reprodução sexuada seja possível, machos e fêmeas (ou estruturas masculinas e femininas, nas plantas) precisam produzir gâmetas (células reprodutivas, masculinas ou femininas) que em geral têm apenas uma das duas cópias de cada gene que esses indivíduos possuem.
A redução do número de cromossomas (de 2n para n) na produção de gâmetas ocorre
através de um processo celular complexo, a meiose. A fusão de um gâmeta masculino de um indivíduo com o gâmeta feminino de outro é chamada de fertilização. Durante essa fusão, os genes recebidos da mãe e do pai misturam-se em novas combinações.
Em 1971, o evolucionista inglês John Maynard Smith (1920-) notou que um indivíduo sexuado passa apenas metade do seu material genético aos filhos, enquanto um indivíduo assexuado passa todos os seus genes. Ou seja, na corrida evolutiva, onde passar os genes para a próxima geração é um dos maiores ‘objectivos’, organismos sexuados partem com desvantagem 50%, que ficou conhecida como “o custo da meiose”. Sexo, portanto, parece ser um luxo que não deveria existir.
Como a existência do sexo é inegável, os biólogos têm quebrado a cabeça para descobrir
qual o grande benefício que ele traz para os seres vivos. Maynard-Smith argumentou que o sexo só poderia ter evoluído se esse benefício misterioso pelo menos contrabalançasse o grande custo da meiose.
Mas, afinal, que benefício é esse?
Desde Weismann, vários cientistas tentam identificar essa vantagem, capaz de justificar a
origem e a manutenção da reprodução sexuada. Algumas das hipóteses lançadas apontam para benefícios genéticos e outras para vantagens ecológicas. Por isso podemos afirmar que sexo é uma vantagem evolutiva, gerando a variabilidade:

Reprodução sexuada uma breve explicação
Tipo de reprodução que requer a união de duas células reprodutoras especializadas, os gâmetas, para a formação de um ovo (ou zigoto), que dá origem a um novo indivíduo. A reprodução sexuada inclui dois processos fundamentais: a meiose e a fecundação.
É na meiose que se formam os gâmetas que intervêm na reprodução sexual. Uma vez que este tipo de divisão celular reduz o número de cromossomas da célula para metade, cada um dos gâmetas é uma célula haplóide.

OBJECTIVOS

-A importância da reprodução sexuada na evolução.
-Reconhecer a importância da reprodução sexuada na variabilidade dos seres vivos.
-Reconhecer as vantagens e as desvantagens da reprodução sexuada.



DESENVOLVIMENTO:
Toda a informação genética dos seres vivos está registada no DNA. Durante o processo de reprodução, a replicação dos genes sofre alterações denominadas de mutações genéticas.
Quando as mutações genéticas começaram a ocorrer nos primeiros seres vivos do planeta, iniciou-se o processo de evolução, através do aparecimento das variações individuais sentidas em cada espécie. A evolução é então impulsionada pela selecção natural.
A pressão gerada pela natureza sobre os seres vivos representa uma das principais causas da evolução. Uma vez que a natureza selecciona somente as espécies mais aptas a sobrevivência.
Como consequência da pressão ambiental e da existência das mutações genéticas, a vida evoluiu para uma variabilidade genética, criando variados ecossistemas.
A evolução das espécies que habitaram e habitam o planeta terra, dependeu da descendência entre si, ou seja, e estão ligadas por laços evolutivos.
A base da evolução biológica é a existência da variedade. Na grande maioria das vezes, os indivíduos produzem uma grande quantidade de descendentes, dos quais apenas uma parte sobrevive até a fase adulta. No entanto, as populações das espécies que se encontram num ecossistema em equilíbrio não crescem indiscriminadamente. Isto significa que, os indivíduos são seleccionados pela natureza, de acordo com suas características. Os indivíduos que apresentem características que sejam mais vantajosas para a sua sobrevivência, têm maiores hipóteses de sobreviver até a idade reprodutiva, na qual irá passar as suas características individuais e de extrema importância à espécie. Isto ocorre porque todas as características estão imprensas nos genes do indivíduo.
A selecção natural tende a modificar as características dos indivíduos ao longo das gerações, podendo gerar o aparecimento de novas espécies.
Nestes aspectos mencionados anteriormente a reprodução sexuada teve um papel fundamental para a evolução de toda biodiversidade existente no planeta
Mas a reprodução sexuada é um processo tão complexo como provavelmente foi a evolução, e para se perceber o porque de todo este cocktail genético teremos de perceber que, por ocorrer duas divisões consecutivas com uma única duplicação do DNA, o resultado final é a formação de células haplóides capazes de integrar o processo de fecundação, dando origem a um ovo com o numero de cromossomas característico das células somáticas da espécie, assim, unindo-se os gâmetas (n) masculino e feminino, é reposta, na nova célula diplóide (2n), a quantidade de DNA.
A quantidade de DNA duplica na fase S da interfase, é reduzida a metade durante a anáfase da primeira divisão da meiose e volta a diminuir na anáfase da segunda divisão da meiose. Durante a fecundação, a junção dos dois gâmetas vai permitir que a quantidade de DNA volte ao valor 2Q.
No entanto, a grande importância da meiose não fica reduzida a este aspecto, pois as consequências genéticas deste fenómeno são vitais para a existência de tão grande variabilidade entre os seres vivos.
Na prófase 1, o crossing-over é um mecanismo responsável pela recombinação genética, pois permite a reorganização do material presente nos cromossomas provenientes dos progenitores (recombinação intracromossómica)
Posteriormente, na metáfase 1, a orientação dos cromossomas na placa equatorial, que ocorre de forma aleatória, volta a aumentar as hipóteses de novas combinações, uma vez que esta posição determina os cromossomas que vão ascender a cada pólo na anáfase 1 (recombinação intracromossómica)
Também na anáfase 2, com a segregação dos cromatideos-irmaos e a repartição ao acaso dos vários cromatideos pelos pólos, e a separação ao acaso dos cromatideos, multiplicam-se as hipóteses de diversidade.
Devido a estes factores, ao contrário da mitose, que permite manter as características das espécies sem quaisquer variações, a meiose é o fenómeno responsável pela diversidade verificada entre descendentes e os progenitores. É esta variedade que possibilita, em condições adversas, a sobrevivência dos indivíduos da espécie que melhor se adaptam às variações ocorridas.
Posto isto não há duvidas que a reprodução sexuada é fundamental para que ocorra grande variabilidade de características nos descendestes, e para que exista uma maior capacidade de adaptação e sobrevivência dos indivíduos perante alterações ambientais e que haja uma maior possibilidade de evolução dos seres vivos, mas também apresenta algumas desvantagens por ser um processo lento e por haver um grande consumo de energia pelos seres vivos pois tem de ocorrer a formação de gâmetas, encontro de gâmetas e a fecundação.


imagem 3- distribuição dos cromossomas na meiose
In:http://biologiacesaresezar.editorasaraiva.com.br/navitacontent_/userFiles/File/Biologia_Cesar_Sezar/BIO1_175.jpg



CONCLUSÃO:
A reprodução sexuada assegura a variabilidade genética dos indivíduos de uma espécie. Para tal contribuem tanto os processos inerentes à formação de gâmetas como os que caracterizam a fecundação. A finalidade da meiose é formar esporos ou gâmetas necessários a reprodução sexuada. Em certos ciclos de vida a meiose ocorre para formar esporos noutros para formar gâmetas. A meiose é muito importante para os seres vivos que se reproduzem de forma sexuada na medida em que contribui para um aumento da variabilidade genética das espécies
A ocorrência de crossing over, que conduz a recombinação genética bem como a separação ao acaso dos cromossomas homólogos durante a anafase I e que resulta da orientação aleatória dos pares de cromossomas homólogos na placa equatorial formados na metáfase I, são fenómenos que contribuem para o aumento da variabilidade genética. Estes fenómenos assim como a união ao acaso dos gâmetas na fecundação (a reunião ao acaso dos gâmetas feminino e masculino com combinações genéticas diferentes vai permitir novas e variadas associações de genes nos descendentes) permitem que a reprodução sexuada origine uma grande variedade de seres dentro da mesma espécie
Assim a meiose a fecundação para além de assegurarem a estabilidade do número de cromossomas próprio de cada espécie de geração em geração permitem a possibilidade de ocorrência de novas recombinações genéticas contribuindo para uma acentuada variabilidade de características da descendência produzida por reprodução sexuada.

BIBLIOGRAFIA:
Livro:
Cristina Carrajola.; Maria José Castro.; Teresa Hilário - Planeta com Vida 11º ano, Biologia (volume 1). 1ª Edição, Edições Santillana Constância, Carnaxide, 2007.
http://www.algosobre.com.br/biologia/evolucao-das-especies-e-selecao-natural.htm
http://www.iesambi.org.br/apostilas2005/reproducao1m.htm