8º A - Reprodução Sexuada

 Aspectos gerais da reprodução sexuada

Pense nos animais que você conhece. Como eles se reproduzem? Será que as plantas se reproduzem de forma semelhante? Na maioria dos animais, e em muitas plantas e outros seres vivos, ocorre a
reprodução sexuada: são produzidas células reprodutivas, os gametas, que se unem e formam uma nova célula. Essa união é chamada fecundação ou fertilização e a célula formada é chamada zigoto ou célula-ovo. A partir do zigoto, um novo indivíduo será formado. A maior parte das espécies com reprodução sexuada apresenta, separadamente, indivíduos do sexo feminino e indivíduos do sexo masculino.O indivíduo masculino produz o gameta masculino e o indivíduo feminino produz o gameta feminino.

Reprodução sexuada em animais

Nos animais, o gameta masculino é chamado espermatozoide e o gameta feminino é conhecido como óvulo. Quando os dois gametas se unem, ocorre a fecundação, que dá origem ao zigoto. O zigoto, então, se divide e origina duas células-filhas. Em seguida, uma série de divisões produz mais células.Após sucessivas divisões, ocorre a diferenciação celular com a formação de tecidos e órgãos que vão compor um novo organismo.

A fecundação e o local de desenvolvimento

Nos seres humanos, como em outros animais, o encontro dos gametas ocorre dentro do corpo da fêmea. Mas isso não acontece em todos os seres vivos. O encontro de gametas de alguns animais ocorre fora do corpo. Esse tipo de fecundação, chamada fecundação externa, é comum em muitos animais aquáticos,

como certos cnidários, peixes e anfíbios, em que o macho e a fêmea lançam seus gametas na água e lá ocorre a fecundação.

Quando a fecundação é externa, as chances de os gametas se encontrarem é menor. Será que isso prejudica a reprodução desses seres? Geralmente, os seres vivos que apresentam fecundação externa produzem e liberam uma grande quantidade de gametas. Isso acaba aumentando as chances de encontro deles na água.

Mesmo assim, poucos embriões sobrevivem e completam o desenvolvimento, uma vez que ficam expostos aos perigos do ambiente, sem a proteção dos pais. A fêmea do peixe dourado (Salminus brasiliensis), por exemplo, produz cerca de 2 milhões de óvulos na época de reprodução; no entanto, estima-se que menos de dez filhotes cheguem à fase adulta. A fecundação interna é a forma mais comum de encontro dos gametas em animais terrestres, como répteis, aves e mamíferos, incluindo os seres humanos.

Ela ocorre ainda em diversos invertebrados, como os insetos e as aranhas.  Alguns animais aquáticos também apresentam fecundação interna, como é o caso do polvo, da lula e de alguns peixes. Nesse tipo de fecundação, há maior chance de os gametas se encontrarem em comparação com a fecundação externa, mesmo com a produção deles sendo geralmente menor. Você consegue imaginar por que esse tipo de fecundação é vantajoso no ambiente terrestre? Como o encontro dos gametas ocorre dentro do

corpo da fêmea, a fecundação interna é vantajosa no ambiente terrestre porque evita a perda de água (desidratação) dos gametas e dos embriões. Tanto a produção de óvulos como a de embriões são menores, mas há mais chances de os descendentes sobreviverem e chegarem à idade adulta.

Alguns animais com fecundação interna são ovíparos (do latim ovi, “ovo”; parere, “dar à luz”): a fêmea libera o ovo no ambiente e o embrião se desenvolve utilizando as reservas nutritivas presentes no ovo. É o caso de vários invertebrados, de alguns peixes, dos répteis em geral e de todas as aves.

No caso dos animais que põem ovos em meio terrestre, a casca e outras estruturas protegem o embrião contra a perda de água. Dentro do ovo há reservas de alimento, como a gema e a clara. Essas reservas permitem que o filhote saia do ovo totalmente desenvolvido, semelhante ao adulto. No ovo há, ainda, estruturas que permitem a respiração e o recolhimento de resíduos produzidos pelo embrião.

O ovo das aves é semelhante ao dos répteis, que vimos anteriormente. Ele tem a função de proteger e alimentar o embrião, além de conter estruturas – como o âmnio – que permitem o desenvolvimento do embrião no meio terrestre. 

O óvulo das aves compõe a gema, que é uma reserva de alimento para o futuro embrião, no interior do citoplasma. Depois da fecundação, o zigoto desce por um canal chamado tuba uterina. Nesse caminho, formam-se em torno dele a clara e a casca de carbonato de cálcio. Assim como a gema, a clara é uma reserva de alimento – ambas serão consumidas pelo embrião durante seu desenvolvimento. A maioria das aves constrói ninhos usando elementos como gravetos, grama, pelos, penas e barro. Os ninhos são usados para a postura e o cuidado dos ovos e para a alimentação dos filhotes. O contato do ovo com o calor do corpo dos adultos é importante para o desenvolvimento do embrião, e o ninho também ajuda a proteger os ovos contra os predadores. Após o tempo de incubação, que varia entre as espécies, ocorre a eclosão: a casca do ovo se quebra e o filhote sai. Durante algum tempo, o filhote continuará a ser alimentado e protegido, geralmente por ambos os pais. No caso da galinha doméstica (Gallus gallus domesticus), o tempo de incubação é de 21 dias. Mas os ovos que ficam à venda no mercado geralmente

não contêm embrião, ou seja, não originam novos organismos, porque vêm de galinhas criadas em granjas e que, portanto, não são fecundadas. Logo, são óvulos não fecundados envolvidos por clara, gema e casca. Popularmente, diz-se que são ovos não “galados”.

Outros animais de fecundação interna são vivíparos (do latim viviparu, “o que nasce já formado”), como é o caso da maioria dos mamíferos, assim como do ser humano. O embrião troca substâncias com o sangue materno através da placenta, que se forma no útero da mãe. Ele recebe o alimento e o oxigênio

necessários e elimina os resíduos produzidos pelas células.

Há ainda os animais ovovivíparos: o ovo com casca é retido dentro da fêmea até que o desenvolvimento se complete. É o caso de alguns invertebrados, de alguns peixes e de algumas serpentes.

Tipos de desenvolvimento

Os répteis e aves já nascem semelhantes ao adulto da respectiva espécie e o ovo do qual nascem apresenta grandes reservas de alimento. Algo semelhante ocorre com os mamíferos, mas, nesse caso, o filhote recebe o alimento diretamente da mãe ainda no útero, pela placenta, e, após o nascimento, por

certo período, pelo leite materno. Dizemos que nesses animais ocorre desenvolvimento direto. Na maioria dos peixes também ocorre desenvolvimento direto. Entretanto, nem todos os animais se desenvolvem dessa forma.

Certos animais geram filhotes bem diferentes dos adultos, podendo até ocupar nichos e ambientes distintos. No ciclo de vida desses animais, há fases de desenvolvimento que antecedem a fase adulta. A fase inicial de muitos desses animais é conhecida como larva. As larvas são capazes de se locomover, capturar e armazenar quantidade suficiente de alimento para, então, transformar-se em um animal adulto. Esse tipo de desenvolvimento é chamado desenvolvimento indireto. A transformação que ocorre nesse tipo de desenvolvimento é chamada metamorfose (do grego meta, “além de”; e morphé, “forma”) e ocorre com diversos invertebrados (muitos insetos, crustáceos e moluscos) e com os anfíbios (como sapos e rãs).

No caso das borboletas e das mariposas, do ovo sai uma larva (lagarta), que, depois de se alimentar e crescer, forma um casulo e entra na fase imóvel de pupa (também chamada, neste caso, crisálida); do casulo, após certo tempo, sai o inseto adulto, sexualmente maduro. 

Na maioria dos casos, as larvas e os adultos têm hábitos alimentares diferentes e vivem em ambientes distintos. A vantagem disso é que os indivíduos da mesma espécie em diferentes estágios de desenvolvimento não competem entre si, o que aumenta as chances de sobrevivência e, consequentemente, de reprodução.

Os anfíbios, em geral, dependem da água para a reprodução – já que o encontro dos gametas ocorre fora do corpo da fêmea –, e o ovo deles não apresenta casca protetora que evita a desidratação como a casca dos ovos dos répteis e das aves. Do zigoto, forma-se uma larva aquática chamada girino, no caso de sapos, rãs e pererecas. O girino sofre transformações e origina o animal adulto, que, embora seja terrestre, vive, em muitos casos, em ambiente úmido –, dependendo do modo de reprodução e do tipo de respiração.  Conhecer os diferentes estágios da reprodução dos seres vivos, principalmente dos que sofrem metamorfose, é importante no desenvolvimento de estratégias para garantir a preservação de espécies ameaçadas e para combater pragas que prejudicam a agricultura, por exemplo.

Reprodução sexuada das plantas

Já vimos,  anteriormente, que as plantas podem se reproduzir de forma assexuada. Mas elas também se reproduzem de forma sexuada, por meio da união de gametas. Considerando que as plantas não se locomovem, você imagina como ocorre o encontro dos gametas?

Em geral, as plantas apresentam estruturas relacionadas à reprodução que podem ser espalhadas com o vento, com a água ou com a ajuda de animais, como abelhas. A dependência da água para a fecundação, assim como as estratégias de reprodução, varia em cada grupo de planta. Você lembra dos principais

grupos de plantas?

No 7º ano, vimos que é possível identificar quatro grandes grupos de plantas. As briófitas, representadas pelos musgos, são plantas menores e mais dependentes de ambientes úmidos para sobreviver e para se reproduzir. Já as pteridófitas, como as samambaias, podem atingir tamanhos maiores, mas ainda dependem da água para se reproduzir. Gimnospermas e angiospermas são os dois grupos de plantas que produzem sementes. Apenas as angiospermas produzem flores e frutos, que também participam da reprodução nesse grupo.

Briófitas e pteridófitas

Nesses dois grupos de plantas, o gameta masculino é chamado anterozoide e se desloca em meio aquático em direção ao gameta feminino, chamado oosfera. Nos musgos, os anterozoides chegam até a oosfera nadando em uma película de água da chuva ou de orvalho. Após a fecundação, forma-se uma

estrutura chamada esporófito, que produz esporos, células resistentes capazes de originar outro organismo. Os esporos são levados pelo vento e, quando chegam ao solo, desenvolvem-se e formam o gametófito, que constitui a forma do musgo que conhecemos, que é mais desenvolvida, vive por mais

tempo e produz gametas. Assim, a dispersão dos esporos permite que a espécie se espalhe pelo ambiente.

No caso das samambaias, a planta produz esporos dentro dos esporângios, órgãos que formam os soros, estruturas que ficam na face inferior da folha e que, a olho nu, parecem pequenos pontos. Esses esporos caem no solo e originam uma pequena planta em forma de coração, o protalo (do grego pró, “anterior”, e thallós, “ramo verde”), que produz gametas masculinos e femininos. Quando o protalo fica coberto pela água da chuva ou pelo orvalho, o anterozoide nada sobre a superfície dele e se une à oosfera, formando um zigoto. O zigoto origina uma nova planta e o protalo se degenera.

Vimos que, nos musgos, o esporófito se desenvolve em cima do gametófito feminino, e o gametófito é a forma mais desenvolvida e que vive mais tempo. Já na samambaia, a planta mais desenvolvida é um esporófito, ou seja, a forma que produz os esporos, e não os gametas.

Em ambos os casos, os anterozoides dependem da água para fecundar a oosfera. Por esse motivo, briófitas e pteridófitas são mais comuns em regiões úmidas.

Plantas com semente

Vamos estudar agora como ocorre a reprodução das plantas com semente: as gimnospermas (plantas com cones e sementes) e as angiospermas (plantas com flores e sementes dentro de frutos).

No caso das gimnospermas – como o pinheiro-do-paraná –, a estrutura reprodutora é chamada de cone ou estróbilo. Os cones femininos produzem o gameta feminino, a oosfera, e os cones masculinos produzem grãos de pólen, estruturas que contêm e protegem os gametas masculinos. No pinheiro-do-paraná, a semente é conhecida como pinhão, e o cone feminino com as sementes é conhecido como pinha.O transporte dos grãos de pólen até a estrutura feminina é chamado polinização. No caso das gimnospermas, ele é realizado pelo vento.

Nas gimnospermas, a fecundação não depende da água, como detalharemos a seguir. Além disso, nas

sementes dessas plantas, uma parte da casca forma uma membrana (como se fosse uma “asa”) que facilita a impulsão pelo vento. Dessa maneira, além de proteger e alimentar o embrião, a semente facilita a dispersão do vegetal pelo ambiente.

 Quando chega ao cone feminino, o grão de pólen forma um tubo, o tubo polínico, que cresce e se aprofunda na estrutura reprodutora feminina, levando os gametas masculinos até a oosfera. Quando um deles se une à oosfera, forma-se o zigoto, que vai se dividir e formar o embrião da planta. Com o tubo polínico, não há necessidade de meio aquático para a fecundação, como é o caso de briófitas e pteridófitas.

Após a fecundação, forma-se uma reserva de “alimento” que vai nutrir o embrião no início do desenvolvimento, e, ao redor, uma casca resistente que protege o embrião e a reserva nutritiva. Esse conjunto é a semente. Agora, veja as partes de uma flor, que é a estrutura reprodutora das angiospermas. Nela, ocorrem a fecundação, a formação do fruto e a produção da semente.

Nos estames são produzidos os grãos de pólen. No pistilo há uma parte dilatada, o ovário, onde é produzida a oosfera. Depois da fecundação, a oosfera vai originar o zigoto, que se transformará no embrião. Na base da flor estão as sépalas, que podem ser verdes ou de outra cor. O conjunto de sépalas é denominado cálice. As pétalas formam a corola e são muitas vezes coloridas e perfumadas. Além disso, muitas flores produzem uma secreção rica em açúcares – o néctar.

Na polinização, os grãos de pólen são transportados dos estames de uma flor para o pistilo de outra. Em algumas espécies de angiospermas, o grão de pólen também pode ser levado pelo vento. Em muitas plantas, no entanto, esse transporte é feito por insetos e outros animais (como aves e morcegos) que se alimentam de néctar ou de pólen. Quando um animal polinizador se aproxima da flor, alguns grãos de

pólen grudam no corpo dele; quando ele visitar outra planta da mesma espécie, o pólen poderá cair sobre a parte feminina da flor e resultar em fecundação. Muitas plantas polinizadas por animais geralmente apresentam, além do néctar, pétalas coloridas e odores que os atraem.Quando chega à parte feminina da flor, o grão de pólen forma o tubo polínico, que cresce e leva os gametas masculinos até o gameta feminino (oosfera). A oosfera encontra-se dentro de uma cápsula, o óvulo, onde ocorre a fecundação.

Após a fecundação, forma-se uma casca resistente em volta do óvulo. Sob essa casca, encontram-se o embrião e uma reserva de alimento que vai nutri-lo no início de seu desenvolvimento. Esse conjunto forma a semente. A casca da semente protege o embrião contra a desidratação e contra a predação de animais, fungos e bactérias. Assim como ocorre nas gimnospermas, as angiospermas também não dependem da água para a fecundação, uma vez que há a presença do tubo polínico e da polinização. A polinização por animais, exclusiva desse grupo, resulta em maiores chances de o pólen chegar a outra flor da mesma espécie, pois é mais específica que a polinização pelo vento. Esses fatores explicam por que os membros desse grupo ocupam com sucesso o ambiente terrestre.Nas angiospermas, a semente é protegida pelo ovário, que se desenvolverá em fruto.

As substâncias nutritivas de muitos frutos atraem animais em busca de alimentos. Muitas vezes, as sementes são desprezadas ou, se ingeridas com o fruto, eliminadas nas fezes. Conforme os animais se deslocam, esse processo ajuda na dispersão das sementes, o que possibilita que novas plantas cresçam em locais diferentes. Mas a dispersão da semente não é feita apenas por meio de frutos ingeridos por

animais. De que outras formas você imagina que essa dispersão pode acontecer? Os frutos de plantas que crescem perto de rios ou mares, como o coqueiro, caem na água e podem ser levados para locais distantes. Em outras plantas, como no carrapicho, os frutos se prendem ao corpo dos animais e às roupas dos seres humanos e são carregados para longe da planta de origem. Existem ainda certos frutos, como os do dente-de-leão, que são muito leves e podem ser levados pelo vento

Amadurecimento de frutos

Você já deve ter observado que muitos frutos mudam de consistência e de cor ao longo do tempo, ficando mais macios e passando do verde ao amarelo ou vermelho, por exemplo. Esse é o processo de amadurecimento, resultante de alterações na composição química do fruto. De início, o fruto “verde” pode ser duro, de sabor desagradável, e até conter substâncias tóxicas para os seres humanos. Nessa etapa, a semente ainda não está pronta para germinar. Ao amadurecer, o fruto fica mais macio, muda de cor e tem um cheiro mais forte. Algumas substâncias dele se transformam em açúcares, por exemplo, o que o torna mais adocicado. Animais são atraídos pela cor e pelo aroma do fruto maduro e dele se alimentam. As sementes geralmente não são digeridas e saem nas fezes. No solo, as sementes maduras podem germinar. O amadurecimento do fruto foi uma característica selecionada ao longo da evolução das angiospermas e representa uma adaptação que facilita a dispersão das sementes no período adequado.

Desenvolvimento da semente

Caso a semente esteja em um ambiente com as condições apropriadas, ela pode germinar. Na semente, além do embrião, que vai originar a raiz, o caule e as folhas da planta, encontramos os cotilédones: folhas especiais com função de armazenar nutrientes ou transferi-los da reserva nutritiva da semente para o embrião.

Dependendo da espécie, a semente pode resistir por longo tempo ao frio e à falta de água e só germinar em condições favoráveis. O surgimento da semente em gimnospermas e angiospermas representou uma adaptação ao ambiente terrestre. Além de proteger e nutrir o embrião, a semente facilita a dispersão das plantas no ambiente.

Reprodução sexuada e variabilidade

Como vimos, a maioria das espécies multicelulares apresenta reprodução sexuada. Mesmo aquelas que se reproduzem de forma assexuada podem apresentar reprodução sexuada em algum momento. Mas, se a reprodução assexuada é mais rápida, como explicar o fato de que tantos organismos se reproduzem sexuadamente?Anteriormente, você viu que a reprodução assexuada gera organismos geneticamente iguais à célula-mãe. Já na reprodução sexuada são gerados organismos diferentes. Comparando os dois mecanismos de reprodução, como você acha que isso acontece?

Os gametas produzidos na reprodução sexuada são geneticamente diferentes entre si e são originados, em geral, de dois indivíduos distintos. Na fecundação, o material genético de cada gameta se associa, produzindo diversas combinações. Podemos dizer que é como em um jogo de baralho em que recebemos diferentes combinações de cartas a cada rodada. Portanto, a reprodução sexuada aumenta a variabilidade genética entre os descendentes.

Quando um ser vivo se reproduz de forma assexuada, os descendentes são geneticamente iguais – é o caso da bananeira, por exemplo. Então, imagine que um vírus infecte um desses indivíduos: a chance de a doença se espalhar por todos eles é maior, já que possuem os mesmos genes. A variabilidade genética,

por outro lado, aumenta a chance de algum descendente geneticamente mais resistente ao vírus sobreviver até a idade adulta e se reproduzir.

Fonte: Livro didático Teláris Essencial.FERNANDO GEWANDSZNAJDER HELENA PACCA. Edição 2022