43.1: Métodos de reprodução

Habilidades para desenvolver

• Descreva as vantagens e desvantagens da reprodução assexuada e sexual
• Discuta métodos de reprodução assexuada
• Discuta métodos de reprodução sexual

Os animais produzem descendentes por meio de reprodução assexuada e/ou sexual. Ambos os métodos têm vantagens e desvantagens. A reprodução assexuada produz descendentes geneticamente idênticos aos progenitores porque os filhos são todos clones do progenitor original. Um único indivíduo pode produzir filhos assexuadamente e um grande número de filhos pode ser produzido rapidamente. Em um ambiente estável ou previsível, a reprodução assexuada é um meio eficaz de reprodução porque todos os filhos serão adaptados a esse ambiente. Em um ambiente instável ou imprevisível, espécies que se reproduzem assexualmente podem estar em desvantagem porque todos os filhotes são geneticamente idênticos e podem não ter a variação genética para sobreviver em condições novas ou diferentes. Por outro lado, as rápidas taxas de reprodução assexuada podem permitir uma resposta rápida às mudanças ambientais se os indivíduos tiverem mutações. Uma vantagem adicional da reprodução assexuada é que a colonização de novos habitats pode ser mais fácil quando um indivíduo não precisa encontrar um parceiro para se reproduzir.

Durante a reprodução sexual, o material genético de dois indivíduos é combinado para produzir filhos geneticamente diversos que diferem de seus pais. Acredita-se que a diversidade genética da prole produzida sexualmente ofereça às espécies uma melhor chance de sobreviver em um ambiente imprevisível ou em mudança. As espécies que se reproduzem sexualmente devem manter dois tipos diferentes de indivíduos, machos e fêmeas, o que pode limitar a capacidade de colonizar novos habitats, pois ambos os sexos devem estar presentes.

Reprodução assexuada

A reprodução assexuada ocorre em microrganismos procarióticos (bactérias) e em alguns organismos eucarióticos unicelulares e multicelulares. Existem várias maneiras pelas quais os animais se reproduzem assexuadamente.

Fissão

A fissão, também chamada de fissão binária, ocorre em microrganismos procarióticos e em alguns organismos invertebrados e multicelulares. Após um período de crescimento, um organismo se divide em dois organismos separados. Alguns organismos eucarióticos unicelulares sofrem fissão binária por mitose. Em outros organismos, parte do indivíduo se separa e forma um segundo indivíduo. Esse processo ocorre, por exemplo, em muitos equinodermos de asteróides por meio da divisão do disco central. Algumas anêmonas marinhas e alguns pólipos de coral (Figura\(\PageIndex{1}\)) também se reproduzem por fissão.

Figura\(\PageIndex{1}\): Os pólipos de coral se reproduzem assexuadamente por fissão. (crédito: G. P. Schmahl, gerente do FGBNMS da NOAA)

Brotamento

A brotação é uma forma de reprodução assexuada que resulta do crescimento de uma parte de uma célula ou região do corpo, levando à separação do organismo original em dois indivíduos. A brotação ocorre comumente em alguns animais invertebrados, como corais e hidras. Nas hidras, um broto se forma que se desenvolve em um adulto e se separa do corpo principal, conforme ilustrado na Figura\(\PageIndex{2}\), enquanto na brotação do coral, o broto não se desprende e se multiplica como parte de uma nova colônia.

Figura\(\PageIndex{2}\): Hydra se reproduz assexuadamente por meio da brotação.

Link para o aprendizado

Assista ao vídeo de uma hidra brotando.

Fragmentação

A fragmentação é a divisão do corpo em duas partes com posterior regeneração. Se o animal for capaz de se fragmentar e a peça for grande o suficiente, um indivíduo separado crescerá novamente.

Por exemplo, em muitas estrelas marinhas, a reprodução assexuada é realizada por fragmentação. \(\PageIndex{3}\)A figura ilustra uma estrela marinha para a qual um braço do indivíduo é quebrado e regenera uma nova estrela marinha. Sabe-se que os trabalhadores da pesca tentam matar as estrelas do mar comendo seus canteiros de moluscos ou ostras cortando-as ao meio e jogando-as de volta ao oceano. Infelizmente para os trabalhadores, cada uma das duas partes pode regenerar uma nova metade, resultando em duas vezes mais estrelas marinhas para atacar ostras e amêijoas. A fragmentação também ocorre em vermes anelídeos, turbelários e poríferos.

Figura\(\PageIndex{3}\): As estrelas marinhas podem se reproduzir por meio da fragmentação. O braço grande, um fragmento de outra estrela marinha, está se transformando em um novo indivíduo.

Observe que na fragmentação, geralmente há uma diferença perceptível no tamanho dos indivíduos, enquanto na fissão, dois indivíduos de tamanho aproximado são formados.

Partenogênese

A partenogênese é uma forma de reprodução assexuada em que um óvulo se transforma em um indivíduo completo sem ser fertilizado. A prole resultante pode ser haplóide ou diploide, dependendo do processo e da espécie. A partenogênese ocorre em invertebrados, como pulgas aquáticas, rotíferos, pulgões, insetos-pau, algumas formigas, vespas e abelhas. As abelhas usam a partenogênese para produzir machos haplóides (drones) e fêmeas diploides (operárias). Se um óvulo for fertilizado, uma rainha é produzida. A abelha-rainha controla a reprodução das abelhas colmeias para regular o tipo de abelha produzida.

Alguns animais vertebrados, como certos répteis, anfíbios e peixes, também se reproduzem por meio da partenogênese. Embora seja mais comum em plantas, a partenogênese foi observada em espécies animais que foram segregadas por sexo em zoológicos terrestres ou marinhos. Duas fêmeas de dragões de Komodo, um tubarão-martelo e um tubarão-de-cabeça-preta produziram filhotes partenogênicos quando as fêmeas foram isoladas dos machos.

Reprodução sexual

A reprodução sexual é a combinação de células reprodutivas (geralmente haplóides) de dois indivíduos para formar uma terceira prole única (geralmente diploide). A reprodução sexual produz descendentes com novas combinações de genes. Isso pode ser uma vantagem adaptativa em ambientes instáveis ou imprevisíveis. Como humanos, estamos acostumados a pensar nos animais como tendo dois sexos separados — masculino e feminino — determinados na concepção. No entanto, no reino animal, existem muitas variações sobre esse tema.

Hermafroditismo

O hermafroditismo ocorre em animais onde um indivíduo tem partes reprodutivas masculinas e femininas. Invertebrados como minhocas, lesmas, tênias e caracóis, mostrados na Figura\(\PageIndex{4}\), costumam ser hermafroditas. Os hermafroditas podem se autofertilizar ou acasalar com outra de sua espécie, fertilizando um ao outro e produzindo descendentes. A autofecundação é comum em animais que têm mobilidade limitada ou não são móveis, como cracas e amêijoas.

Figura\(\PageIndex{4}\): Muitos caracóis são hermafroditas. Quando dois indivíduos se acasalam, eles podem produzir até cem ovos cada. (crédito: Assaf Shtilman)

Determinação sexual

A determinação do sexo em mamíferos é determinada geneticamente pela presença dos cromossomos X e Y. Indivíduos homozigotos para X (XX) são mulheres e indivíduos heterozigotos (XY) são homens. A presença de um cromossomo Y causa o desenvolvimento de características masculinas e sua ausência resulta em características femininas. O sistema XY também é encontrado em alguns insetos e plantas.

A determinação do sexo aviário depende da presença dos cromossomos Z e W. Homozigoto para Z (ZZ) resulta em um homem e heterozigoto (ZW) em uma mulher. O W parece ser essencial para determinar o sexo do indivíduo, semelhante ao cromossomo Y em mamíferos. Alguns peixes, crustáceos, insetos (como borboletas e mariposas) e répteis usam esse sistema.

O sexo de algumas espécies não é determinado pela genética, mas por algum aspecto do meio ambiente. A determinação do sexo em alguns crocodilos e tartarugas, por exemplo, geralmente depende da temperatura durante períodos críticos do desenvolvimento dos ovos. Isso é conhecido como determinação ambiental do sexo, ou mais especificamente como determinação do sexo dependente da temperatura. Em muitas tartarugas, temperaturas mais baixas durante a incubação dos ovos produzem machos e temperaturas quentes produzem fêmeas. Em alguns crocodilos, temperaturas moderadas produzem machos e temperaturas quentes e frias produzem fêmeas. Em algumas espécies, o sexo depende tanto da genética quanto da temperatura.

Indivíduos de algumas espécies mudam de sexo durante a vida, alternando entre macho e fêmea. Se o indivíduo for primeiro do sexo feminino, é denominado protoginia ou “primeira mulher”, se for homem primeiro, é denominado protandria ou “primeiro homem”. As ostras, por exemplo, nascem machos, crescem e se tornam fêmeas e põem ovos; algumas espécies de ostras mudam de sexo várias vezes.

Resumo

A reprodução pode ser assexuada quando um indivíduo produz descendentes geneticamente idênticos, ou sexual quando o material genético de dois indivíduos é combinado para produzir descendentes geneticamente diversos. A reprodução assexuada ocorre por meio de fissão, brotamento e fragmentação. A reprodução sexual pode significar a união de espermatozóides e óvulos no corpo dos animais ou pode significar a liberação de espermatozóides e óvulos no meio ambiente. Um indivíduo pode ser de um sexo, ou ambos; pode começar como um sexo e mudar durante sua vida, ou pode permanecer homem ou mulher.

Glossário

reprodução assexuada

forma de reprodução que produz descendentes geneticamente idênticos aos progenitores

brotamento

forma de reprodução assexuada que resulta do crescimento de uma parte de uma célula, levando à separação do animal original em dois indivíduos

fissão

(também, fissão binária) método pelo qual organismos multicelulares aumentam de tamanho ou reprodução assexuada em que um organismo unicelular se divide em dois organismos separados por mitose

fragmentação

corte ou fragmentação do animal original em partes e o crescimento de um animal separado de cada parte

hermafroditismo

estado de ter partes reprodutivas masculinas e femininas dentro do mesmo indivíduo

partenogênese

forma de reprodução assexuada em que um óvulo se transforma em um indivíduo completo sem ser fertilizado

reprodução sexual

mistura de material genético de dois indivíduos para produzir descendentes geneticamente únicos