Formas de Reprodução

Pessoal, em biologia, a reprodução é muito importante. É a partir desse fenômeno que os organismos deixam descendentes. Ele começou faz bilhões de anos com o primeiro ser vivo, que, através de processos, reprodutivos deixou organismos filhos. Todos os organismos são resultado de eventos reprodutivos. A reprodução é, portanto, uma característica fundamental da vida. Como praticamente tudo em biologia, a forma como os organismos reproduzem varia muito. Vamos iniciar classificando a reprodução em duas grandes categorias: processos assexuados e sexuados. Na reprodução assexuada, os organismos originam “filhos” geneticamente idênticos (clones). Os processos de reprodução assexuados são considerados agâmicos, ou seja, sem a produção de gametas. Também não existe a necessidade de interação com outro organismo para a geração de descendência. Assim, uma das vantagens desse tipo de reprodução é que um único indivíduo pode colonizar uma nova área. Outra vantagem é que é um processo reprodutivo potencialmente rápido e com um gasto de energia menor (não precisa achar um parceiro). Organismos assexuados podem crescer em número rapidamente. Uma das desvantagens está relacionada com a diversidade genética. Como esses processos geram seres geneticamente iguais, a geração de variedade é dependente de mutações. Em ambientes que variam muito, a baixa variabilidade pode ser prejudicial. Ao contrário da reprodução assexuada, a reprodução sexuada gera indivíduos geneticamente diferentes dos pais a partir da combinação de material genético vindo de ambos. Cada um dos indivíduos produz gametas com metade do material genético. Após a fecundação, o material hereditário de cada um dos pais irá se combinar e formar um novo indivíduo.

Em ambientes que variam muito, a reprodução sexuada é vantajosa, porque gera mais variação. Para você entender, pense em uma monocultura de batatas, todas geneticamente iguais. Se uma praga for capaz de matar uma delas, vai poder matar todas. Agora, se existir variação entre elas, algumas das variedades podem ser resistentes contra a praga. Assim, esses indivíduos não morrem e a população de forma geral segue existindo. Uma das desvantagens da reprodução sexuada é que, comparativamente, é um processo mais lento e que demanda mais energia. Isso tanto para a produção de gametas (as células reprodutivas dos organismos sexuados), como para encontrar parceiros. Além disso, a reprodução assexuada permite que um indivíduo passe 100% de seus genes para os descendentes, enquanto a sexuada permite que apenas 50% dos genes de cada organismo seja transmitido para os “filhos”. Isso gera um problema interessante para explicar como a reprodução sexuada evoluiu. Não vamos nos aprofundar nisso, mas, caso fique curioso, pesquise sobre o tema! Um organismo não faz, necessariamente, faz apenas um desses tipos de reprodução. Vários grupos, como os pulgões, por exemplo, podem se reproduzir tanto assexuadamente como sexuadamente. Quando existem condições ambientais favoráveis, esses grupos reproduzem assexuadamente, aproveitando os recursos e aumentando em número. Quando o ambiente fica mais hostil, com menos recursos ou com características muito variantes, esses organismos podem se tornar sexuados. Sabendo das características gerais desses dois tipos de reprodução, vamos ver a variação que existe em cada um deles.

Reprodução Assexuda

Existe um grande número de processos diferentes utilizados em reprodução assexuada. Aqui vamos detalhar os mais comuns.

Divisão Binária

Esse processo ocorre em muitos grupos de seres unicelulares. É bem simples de entender, galera. Inicialmente, existe apenas uma célula. Essa célula vai duplicar seu material genético e se dividir em duas. Então, inicialmente, você tem um indivíduo/célula, que vai originar duas células- filhas. Esse tipo de reprodução ocorre em algas unicelulares, protozoários e bactérias. Pode ser extremamente rápido. Em condições favoráveis, uma célula bacteriana pode levar menos de 20 minutos para se dividir em duas. Imagina isso acontecendo com milhões de indivíduos de uma população! Outros nomes utilizados para esse tipo de reprodução são cissiparidade ou bipartição.

Representação esquemática do processo de divisão binária.

Brotamento

Pessoal, no processo de brotamento o organismo vai formar brotos! Veja só. Esses brotos podem se separar do indivíduo original ou permanecer unidos, formando colônias. É um processo que pode ocorrer em plantas, alguns fungos (unicelulares inclusive!) e animais invertebrados. O exemplo mais clássico é das esponjas. As esponjas podem se reproduzir tanto assexuadamente como sexuadamente. Outro nome para esse tipo de reprodução é gemiparidade.

Representação esquemática do processo de brotamento em uma esponja. Note que o broto pode se soltar do corpo do indivíduo original.

Esporulação

Nesse tipo de reprodução, ocorre a formação de esporos. Os esporos são células especializadas para a reprodução que são produzidos, pelos organismos e liberados no ambiente. Quando “encontram” um ambiente adequado, podem se desenvolver e formar novos indivíduos. Esse processo é comum em fungos multicelulares. Esporulação também é o nome utilizado para descrever o processo de formação de endósporos bacterianos resistentes, que se formam em condições ambientais desfavoráveis e podem permanecer no ambiente até que ele se torne “bom” para um novo desenvolvimento.

Representação do processo de esporulação em fungos. Os indivíduos podem produzir uma quantidade gigantesca de esporos.

Fragmentação

Essa forma de reprodução pode ocorrer em invertebrados, plantas ou algas. Um exemplo comum é o das planárias. Partes do corpo são separadas e tem a capacidade de gerar novos indivíduos. Enquanto um novo indivíduo pode ser originado a partir de um pedaço separado, o indivíduo que perdeu o pedaço pode regenerar. Estrelas-do-mar também possuem grande capacidade de regeneração.

Desenho esquemático mostrando o processo de fragmentação em uma planária.

Partenogênese

Nesse tipo de reprodução, o gameta da fêmea vai originar um novo organismo sem necessitar da fecundação. O exemplo mais clássico é o das abelhas. Perceba que as abelhas possuem reprodução sexuada, mas, para originar machos, não precisa ocorrer fecundação. Eles se desenvolvem a partir de óvulos não fecundados. Também podem ocorrer em outros organismos, mesmo animais vertebrados, como algumas espécies de lagarto. Em alguns desses, casos a população apresenta apenas fêmeas.

O processo de partenogênese. O zangão se origina a partir de óvulos não fecundados. Um processo assexuado.

Reprodução Sexuada

Como salientado, na reprodução sexuada vai ocorrer troca de material genético. Isso vai acontecer muitas vezes através da produção de gametas. Vamos dizer que houve uma fusão de gametas. Essa fusão ocorre a partir do processo de fecundação, que vai unir os gametas haploides, com metade do material genético, e originar um zigoto diploide (com duas cópias do material genético), uma do macho e uma da fêmea. A reprodução sexuada também pode ser classificada em diferentes tipos, relacionados com o tipo de fecundação, forma de desenvolvimento, entre outros. Antes de ver isso, podemos destacar outros conceitos que surgem quando se fala em reprodução sexuada, como o de organismos monóicos e dióicos. Os monóicos são organismos que produzem dois tipos de gametas (espermatozoides e óvulos, por exemplo). Esses organismos podem ser chamados de hermafroditas. Muitos grupos de organismos monóicos não fazem autofecundação. Ou seja, os gametas de um mesmo indivíduo não se encontram. Esses organismos acabam trocando gametas com outros indivíduos. Assim, os espermatozoides de um são utilizados na fecundação juntamente com os óvulos de outro. E vice- versa. Esse processo é chamado de fecundação cruzada. Várias plantas e animais, como minhocas e caramujos, reproduzem por fecundação cruzada. Os organismos dióicos apresentam sexos separados. Ou seja, um indivíduo vai produzir ou espermatozoides ou óvulos.

Fecundação Externa e Interna

Vimos que nos processos reprodutivos sexuados, que envolvem gametas, é necessário que ocorra a fecundação/fertilização. Quando o encontro dos gametas ocorre dentro do corpo de um indivíduo, dizemos que a fecundação é interna. Um bom exemplo são os humanos. O gameta masculino encontra o feminino dentro do corpo da fêmea. Já os sapos utilizam a fecundação externa. O macho estimula a liberação dos gametas da fêmea através do amplexo (nome do abraço). O macho libera os seus gametas enquanto a fêmea libera os dela. O encontro ocorre fora do corpo, logo, fecundação externa. A fecundação externa é muito comum em ambientes aquáticos, mas não é uma regra sem exceções. Normalmente, para a fecundação externa ter sucesso, é necessária a produção de grande número de gametas. Pense em espécies marinhas que não podem se locomover. Essas espécies produzem grande quantidade de células reprodutivas para aumentar as chances de ocorrer um encontro de gametas. Com a fecundação interna, o investimento na produção de gametas pode, de forma geral, ser menor.

Na fecundação externa, os gametas se encontram fora do corpo da fêmea. No desenho, os gametas do macho e da fêmea estão representados como as “bolinhas” de cores diferentes.

Desenvolvimento Direto e Indireto

Nos animais com desenvolvimento direto, os organismos, ao nascerem, são semelhantes aos pais. Mamíferos e aves possuem desenvolvimento direto. Já no desenvolvimento indireto, os organismos passam por algum estágio larval. Um exemplo muito bonito de desenvolvimento indireto está relacionado com o processo de metamorfose completa em insetos, como nas borboletas.

Processo de metamorfose em borboletas. Note que os indivíduos que eclodem dos ovos são muito diferentes dos adultos. Um processo de desenvolvimento indireto.

Ovíparos, Ovovivíparos e Vivíparos

Quanto nome, né?! Mas a ideia é bem simples. Em organismos ovíparos, as fêmeas liberam ovos de seus corpos e os embriões se desenvolvem utilizando os recursos presentes nesses ovos. O exemplo mais óbvio para esse tipo de reprodução são as aves, mas ela é encontrada em mamíferos monotremados, peixes, répteis e invertebrados. Já as espécies ovovivíparas possuem ovos, mas, ao invés de liberarem os ovos no ambiente, permitem que eles se desenvolvam dentro do corpo. Exemplos são encontrados em muitos peixes e répteis. Por fim, nas espécies vivíparas, os embriões se desenvolvem dentro do corpo da fêmea, mas sem a presença de ovos. Os nutrientes para o embrião são fornecidos pela mãe. Nos humanos, isso ocorre através da placenta. Mamíferos, de forma geral, utilizam essa estratégia, mas também ocorre em outras espécies como alguns grupos de tubarões.

O ornitorrinco é um dos poucos exemplos de mamífero ovíparo.

Para finalizar a sessão sobre formas de reprodução, vamos falar de alguns processos interessantes que ocorrem em muitas bactérias. Como vimos, esses organismos reproduzem de forma assexuada por fissão binária. Mas isso não significa que eles não realizam processos sexuados. Mas como assim? Bem, nem sempre reprodução e sexo estão associados em Biologia. Muitas vezes temos reprodução sem sexo, como nos casos discutidos de reprodução assexuada nos quais um organismo produzia descendentes geneticamente idênticos, sem a participação de outro indivíduo. Por outro lado, podemos ter sexo (troca de material genético) sem ter reprodução. Como isso pode ocorrer? Vamos ver três exemplos com as bactérias.

Transformação, Transdução e Conjugação

Na transformação bacteriana, uma bactéria absorve pedaços de DNA presentes no ambiente, que sobraram após o processo de decomposição de outras bactérias que morreram. Perceba que houve troca de material genético, mesmo não ocorrendo reprodução. Essa “nova” bactéria pode apresentar características distintas, relacionadas com as moléculas de DNA absorvidas. Já no processo de transdução bacteriana, acontece uma transferência de material genético mediada por vírus. Existem vírus que atacam bactérias, esses vírus são chamados de bacteriófagos. Os vírus podem acabar incorporando fragmentos de uma célula bactéria que parasitam. Esses pedaços de DNA podem acabar sendo incorporados por uma segunda bactéria que for parasitada por esse vírus. Novamente, temos uma “nova” bactéria, geneticamente diferente. Por fim, no processo de conjugação bacteriana, uma bactéria doadora passa material genético para uma bactéria receptora. Isso se dá através de um tubo microscópico chamado de pili sexual, ou apenas pili.

Na conjugação bacteria, normalmente um pedaço de DNA circular chamado plasmídeo é transferido de uma bactéria para outra através de um tubo chamado de pili.

Bom! Vimos que a vida é muito diversa e como fazemos para classificar os seres vivos. Também vimos os diferentes tipos de reprodução que existem. Você percebeu que um único grupo pode apresentar diferentes estratégias reprodutivas. Outro aspecto muito diverso nos seres vivos são seus ciclos de vida. Vamos entender melhor isso!