Reprodução Sexual: 3 Estágios do Ciclo da Reprodução Sexual

Esses eventos podem ser agrupados em três etapas: os eventos de pré-fertilização, fertilização e pós-fertilização.

1. Eventos pré-fertilização:

Esses eventos de reprodução sexual são anteriores à fusão (fertilização) de gametas masculinos e femininos.

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Esses eventos são gametogênese e transferência de gametas.

(i) gametogênese (gametas de Gk = gameta, gênese = produção):

O processo de formação de dois tipos de gametas - masculino e feminino - é chamado de gametogênese. Gametas são células haplóides. Em algumas algas, os dois gametas são tão similares na aparência que são chamados de homogametas (isogametes; Fig. 1.29), por exemplo, Cladophora, Ulothrix. Portanto, não é possível diferenciá-los em gametas masculinos e femininos.

No entanto, na maioria dos organismos sexualmente reprodutores, os gametas são de dois tipos morfologicamente dissimilares, portanto, são conhecidos como heterogametas (anisogametas), por exemplo, Fucus (uma alga marrom), seres humanos. Nesses organismos, o gameta masculino é chamado de antherozoid ou espermatozóide e o gameta feminino é conhecido como ovo ou óvulo (Fig 1.29 aC).

Divisão celular durante a formação de gametas:

Os gametas são haplóides, quer as estruturas ou células que os produzem sejam haploides ou diplóides. A estrutura formada pela fusão dos gametas é sempre diplóide. É devido à meiose que ocorre na vida de todos os organismos sexualmente reprodutores. As células produtoras de gametas que sofrem meiose são chamadas de meiócitos (células-mãe gametas). Os últimos são diplóides. Com base no estágio em que ocorre a meiose, a meiose é de três tipos.

(a) Meiose zigótica:

Meiose ocorre nos organismos haplóides produtores de zigotos. Assim, o zigoto funciona como meiócito. Exemplos: Chlamydomonas e Ulothrix.

(b) Meiose Esporica:

A meiose ocorre dentro dos esporângios. Meiócitos ocorrem dentro de esporângios produtores de esporos haplóides. Na germinação, os esporos haplóides (meiospores) produzem corpos haplóides chamados gametófitos. Os gametas são produzidos em gametófitos através da mitose. Exemplos: a maioria das plantas.

c) Meiose Gamética:

As células germinais são diplóides e atuam como meiócitos, que sofrem meiose para produzir gametas haplóides. Exemplos: a maioria dos animais. Assim, os meiócitos têm número diplóide (2N) de cromossomos e os gametas contêm número haplóide (N) de cromossomos.

Números cromossômicos em meiócitos (diploides, 2N) e gametas (haplóides, N) de alguns organismos.

(ii) transferência de gametas:

Após a formação dos gametas masculinos e femininos, eles devem ser reunidos para a fertilização. Na maioria dos organismos, o gameta masculino é móvel e o gameta feminino é não móvel. No entanto, existem alguns fungos e algas onde ambos os tipos de gametas são móveis (Fig. 1.30).

Um meio é necessário através do qual os gametas masculinos se movem. Em algas, briófitas e pteriodófitas, a água serve como o meio pelo qual ocorre a transferência de gametas. Como vários gametas masculinos não alcançam os gametas femininos, os gametas masculinos são produzidos em grande número, isto é, milhares de vezes mais que os gametas femininos.

Nas plantas produtoras de flores, os grãos de pólen carregam os gametas masculinos que são produzidos em grande número. Os grãos de pólen são transferidos para o estigma do órgão feminino (carpelo) através do processo de polinização. A transferência de grãos de pólen da antera para o estigma é chamada de polinização.

A polinização é de dois tipos: autopolinização e polinização cruzada. A autopolinização é a transferência dos grãos de pólen das anteras de uma flor para o estigma da mesma flor ou do estigma de outra flor da mesma planta ou planta geneticamente similar. A polinização cruzada é a transferência de grãos de pólen das anteras de uma flor para o estigma de uma flor geneticamente diferente de outra planta da mesma espécie.

Em animais unissexuais, os gametas masculinos e femininos são formados em indivíduos diferentes, portanto, o organismo deve desenvolver um mecanismo especial para a transferência de gametas. Muitos animais possuem órgãos copulatórios para transferir os gametas masculinos. A transferência de gametas e a junção de gametas é essencial para a fertilização na reprodução sexual.

2. Fertilização:

A fertilização é a fusão completa e permanente de dois gametas de diferentes progenitores ou do mesmo progenitor para formar um zigoto diplóide. Este processo também é chamado de syngamy. Embora os termos singâmia e fertilização sejam freqüentemente usados ​​como intercambiáveis. Se a singamia não ocorrer, não haverá variações na descendência.

Onde ocorre a fertilização?

A fertilização ocorre em meio externo (água) ou dentro do corpo do organismo. Assim, existem dois tipos de fusão gamética, ou seja, adubação externa e fertilização interna.

(i) Fertilização Externa:

Quando a fertilização ocorre fora do corpo do organismo, esse tipo de fusão gamética é chamado de fertilização externa ou de sangamia externa. O meio externo, como a água, é necessário para esse tipo de fertilização. Assim, na maioria dos organismos aquáticos, como a maioria das algas, peixes e anfíbios, ocorre a fertilização externa.

Organismos exibindo fertilização externa produzem um grande número de gametas na água para aumentar as chances de fertilização. Isso acontece em peixes e sapos ósseos, onde um grande número de descendentes é produzido. Uma grande desvantagem desse tipo de fertilização é que os filhotes não são protegidos dos predadores e sua sobrevivência é ameaçada até a idade adulta.

(ii) Fertilização Interna:

Quando o ovo é formado dentro do corpo feminino, onde ele se funde com o gameta masculino, o processo é chamado de fertilização interna ou syngamy interna. Muitos organismos terrestres pertencentes a fungos, animais superiores, como répteis, aves e mamíferos e maioria de briófitas, pteridófitas, gimnospermas e angiospermas são os exemplos onde ocorre a fertilização interna.

Aqui o gameta masculino é móvel e tem que alcançar o óvulo para se fundir com ele. O número de espermatozóides produzidos é muito grande, mas há redução no número de ovos produzidos. No entanto, em plantas de sementes, os gametas masculinos não móveis são transportados para o gameta feminino por tubos de pólen.

3. Post Fertilization Events:

Eventos em reprodução sexual após a fertilização (formação do zigoto) são chamados de eventos pós-fertilização. Esses eventos podem ser descritos sob dois títulos: zigoto e embriogênese.

(i) Zigoto:

Após a fertilização, um zigoto diploide é formado em todos os organismos sexualmente reprodutores. Na adubação externa, o zigoto é formado no meio externo (geralmente água), enquanto na fertilização interna, o zigoto é formado dentro do corpo do organismo. O desenvolvimento adicional do zigoto depende do tipo de ciclo de vida do organismo e das condições ambientais.

(a) Em muitos fungos e algas, o zigoto desenvolve uma parede espessa e forma esporos chamados zigosporos. Zygospore sofre um período de descanso. Germina durante a próxima estação de crescimento. O zigósporo sofre meiose para produzir indivíduos haploides. Leva o ciclo de vida haplóide.

(b) Na maioria dos animais, o zigoto não descansa. Divide-se por mitose formando primeiro um embrião diploide e depois o indivíduo que também é diplóide. Leva um ciclo de vida diplôntico.

(c) Na maioria das plantas, o zigoto forma primeiro um embrião e depois o esporófito diploide. O esporófito tem esporângio onde ocorre a meiose para formar esporos haplóides. Estes últimos produzem gametófitos haplóides. Os gametas são produzidos nos gametófitos. Leva um ciclo de vida diplohaplontico.

(ii) embriogênese:

O processo de desenvolvimento do embrião a partir do zigoto é chamado de embriogênese. Durante a embriogênese, o zigoto sofre divisão celular mitótica e diferenciação celular. A divisão celular aumenta o número de células no embrião em desenvolvimento, enquanto a diferenciação celular ajuda a formar tecidos e órgãos especializados para formar um organismo.

(i) Com base no desenvolvimento do zigoto, os animais são agrupados em ovíparos, vivíparos e ovovivíparos. Os animais ovíparos, como répteis e aves, põem ovos. Seus ovos fertilizados são cobertos por casca calcária dura e são colocados em um lugar seguro no ambiente. Após o período de incubação, os filhotes nascem. Em animais vivíparos, como a maioria dos mamíferos, incluindo seres humanos, o zigoto se desenvolve em um jovem dentro do corpo do indivíduo feminino.

Depois de um certo crescimento, os jovens são entregues pelo indivíduo feminino. Devido aos cuidados e proteção adequados, as chances de sobrevivência dos jovens são mais em indivíduos vivíparos. Em animais ovovíparos, a fêmea retém os óvulos dentro do corpo após a fertilização e permite o desenvolvimento do embrião no interior do corpo sem fornecer nutrição extra ao embrião em desenvolvimento, uma vez que a placenta está ausente. No entanto, os animais fêmeas dão à luz aos mais jovens. Exemplos de animais ovovíparos são tubarões e cobras.

(ii) Nas plantas com flores, o zigoto é formado dentro do óvulo dos órgãos sexuais femininos. Após a fertilização, as sépalas, pétalas e estames da flor tornam-se desbotadas e caem. As sépalas permanecem ligadas em Hibiscus. No entanto, o pistal permanece ligado à planta.

Formação de sementes e frutos:

Nas angiospermas, a fertilização dupla produz duas estruturas - um zigoto diploide (= oosporo) e uma célula de endosperma primária triplóide. O zigoto forma o embrião. A célula do endosperma primário triplóide dá origem a um tecido nutritivo chamado endosperma. O endosperma fornece alimento ao embrião em crescimento. Os óvulos fertilizados amadurecem e se convertem em sementes. A parede do ovário forma o pericarpo (parede de fruto). O ovário amadurecido com pericarpo e sementes é chamado de fruta. O pericarpo protege as sementes jovens. Após a dispersão, as sementes germinam para formar novas plantas.

Manutenção do número de cromossomos:

As unidades reprodutivas na reprodução sexual são os gametas masculinos e femininos que são produzidos pelos testículos e ovários, respectivamente. Os gametas são haplóides com apenas cromossomos N. Consequentemente, o zigoto resultante da fusão de dois desses gametas haplóides torna-se diplóide com cromossomos 2N. A descendência que se desenvolve a partir do zigoto também é diplóide.