Reprodução

A reprodução é uma característica de todos os seres vivos. Ela é fundamental para a manutenção da espécie, uma vez que, nas atuais condições da Terra, os seres vivos só surgem a partir de outros seres vivos iguais a eles por meio da reprodução.

São vários os tipos de reprodução que os seres vivos apresentam, mas todos eles podem ser agrupados em duas grandes categorias: a reprodução assexuada e a sexuada.

Reprodução assexuada

Os indivíduos que surgem por reprodução assexuada são geneticamente idênticos entre si, formando o que se chama clone.

Nos organismos multicelulares, como as plantas, por exemplo, a reprodução assexuada pode ocorrer por propagação vegetativa. Nesse caso, partes da planta podem dar origem, por mitose, a outros indivíduos.

Conhecendo essas peculiaridades das plantas, o ser humano aprendeu a fazer uso dela, em benefício próprio, confeccionando mudas, que cultivadas, dão origem a nova planta idêntica, a planta mãe, preservando, assim, as características comercialmente importantes.

Nos animais, um dos tipos de reprodução assexuada mais freqüentemente observado é o brotamento ou gemiparidade: de um indivíduo inicial brota outro indivíduo, que pode se destacar do primeiro e passar a ter vida independente. É o que acontece, por exemplo, na hidra. Em outros casos, o brotamento pode dar origem a uma colônia de organismos, em que os brotos permanecem ligados ao indivíduo inicial e se desenvolvem ligados. É o que ocorre na maioria das esponjas. A hidra, um organismo aquático, é um exemplo de animal que apresenta esse tipo de reprodução.

Reprodução sexuada

A reprodução sexuada está relacionada com processos que envolvem troca e mistura de material genético entre indivíduos de uma mesma espécie. Os indivíduos que surgem por reprodução sexuada assemelham-se aos pais, mas não são idênticos a eles.

Esse modo de reprodução, apesar de mais complexo e energicamente mais custoso do que a reprodução assexuada, traz grandes vantagens aos seres vivos e é o mais amplamente empregado pelos diferentes grupos.

Nos animais, a reprodução sexuada envolve a meiose, cujos produtos são sempre os gametas, células reprodutivas haplóides. Os gametas masculinos são os espermatozóides e os femininos, os óvulos.

Na maioria dos animais, os espermatozóides são produzidos pelo indivíduo do sexo masculino e os óvulos são produzidos pelo indivíduo do sexo feminino. Nesses casos, os sexos são separados. Alguns animais, no entanto, como é o caso das minhocas, são hermafroditas, pois óvulos e espermatozóides são produzidos pelo mesmo indivíduo.

Nos hermafroditas pode ocorrer autofecundação, ou seja, a fecundação do óvulo pelo espermatozóide do mesmo indivíduo. Ocorre em algumas espécies vegetais. Entretanto, geralmente existem mecanismos que impedem a autofecundação. Nesses casos, os óvulos de um indivíduo são fecundados pelos espermatozóides de outro indivíduo da mesma espécie. Fala-se, então, em fecundação cruzada.

As minhocas fazem fecundação cruzada

Tipos de fecundação

A fecundação pode ser externa, quando ocorre fora do corpo, no meio ambiente, ou interna, quando, ocorre no corpo do indivíduo que produz os óvulos.

Algumas espécies de anfíbios possuem a fecundação externa. O macho estimula a fêmea a liberar os óvulos no ambiente e o macho libera os espermatozóides em cima deles.

O custo energético da produção de gametas é especialmente grande nas espécies cuja fecundação é externa. Nesses casos formam-se muitos gametas masculinos e femininos, o que garante a chance de encontro casual entre eles, originando o maior número de zigotos. Porém, desses inúmeros zigotos, nem todos sobrevivem às adversidades do meio ambiente. Apenas um pequeno número forma indivíduos adultos, dando continuidade à espécie.

Nos animais em que a fecundação é interna, o número de gametas produzidos é menor, com isso, o custo energético de sua produção também é menor. O custo com o desenvolvimento do embrião também depende do animal ser ovíparo, ovovivíparo ou vivíparo.

Animais ovíparos botam ovos e o desenvolvimento embrionário deles ocorre principalmente fora do corpo materno. Os embriões dependem de material nutritivo presente nos ovos. Como exemplo de animal ovíparo podemos citar as aves, insetos, répteis e mamíferos monotremados. Monotremados são mamíferos primitivos viventes, que diferentes dos outros mamíferos, põem ovos. Essa forma de gerar descendentes através dos ovos é uma condução primitiva que se equipara com os répteis. O nome monotremado vem da ordem Monotremata do grego mono= um e tremata= buraco, se referindo a cloaca, a única abertura para os tratos digestório, excretor e por onde saem os ovos. Ex: ornitorrinco e Équidna.

Ornitorrinco Équidna pingüins Animais ovovivíparos retêm os ovos dentro do corpo até a eclosão, e os embriões também se alimentam das reservas nutritivas presentes nos ovos. Como exemplo de animal ovovivíparo temos os lebistes, que são peixes comuns em água doce, escorpiões, tubarões e cobras venenosas.

Lebiste Víbora Nos vivíparos o embrião depende diretamente da mãe para a sua nutrição, que ocorre por meio de trocas fisiológicas entre mãe e feto. Não existe casca isolando o ovo. Como regra o desenvolvimento embrionário se completa dentro do corpo materno e os indivíduos já nascem formados. O custo energético é especialmente alto, pois as fêmeas investem energia na nutrição e no desenvolvimento do embrião dentro de seus corpos. Nos casos dessas espécies, forma-se um maior número de embriões, mas eles têm maiores chances de sobrevivência. É vivípara, por exemplo, os mamíferos placentários, como é o caso da espécie humana.

Espermatozóides

Os espermatozóides são geralmente células, muito menores que os óvulos e estão estruturados de modo a permitir o máximo de eficiência de deslocamento, o que aumenta a chance de eles chegarem ao óvulo. São células pequenas, alongadas com formato hidrodinâmico e com uma longa cauda que é utilizada na propulsão.

Esquema do espermatozóide humano

Óvulos

Os óvulos dos animais são geralmente células grandes e imóveis, que contém em seu interior reserva de nutrientes para o desenvolvimento do embrião.

Fecundação

Dos aproximadamente 300 milhões de espermatozóides eliminados na ejaculação, apenas cerca de 200 atingem a tuba uterina, e só um fecunda o ovócito II.

O desenvolvimento embrionário

O zigoto é portador do material genético fornecido pelo espermatozóide e pelo óvulo. Um vez formado o zigoto irá se dividir muitas vezes por mitose até originar um novo indivíduo. Assim, todas as células que formam o corpo de um indivíduo possuem o mesmo patrimônio genético que existia no zigoto.

Apesar disso, ao longo do desenvolvimento embrionário as células passam por um processo de diferenciação celular em que alguns genes são “ativados” e outros são “desativados”, sendo que somente os “ativados” coordenam as funções das células.

Surgem dessa maneira tipos celulares com formatos e funções distintos, que se organizam em tecidos. Conjuntos de tecidos reunidos formam os órgãos. Os grupos de órgãos formam os sistemas que, por sua vez, formam o organismo.

Células – tecidos – órgãos – sistemas – organismos

A ciência que estuda esse processo de desenvolvimento do indivíduo a partir do zigoto é a Embriologia.

Fases do desenvolvimento embrionário

Os animais apresentam grande diversidade de desenvolvimento embrionário, mas, de modo geral, em praticamente todos ocorrem três fases consecutivas: segmentação, gastrulação e organogênese.

Na segmentação, mesmo com o aumento do número de células, praticamente não há aumento do volume total do embrião, pois as divisões celulares são muito rápidas e as células não têm tempo para crescer.

Na fase seguinte, que é a gastrulação, o aumento do número de células é acompanhada do aumento do volume total. Inicia-se nessa fase a diferenciação celular, ocorrendo a formação dos folhetos germinativos ou folhetos embrionários, que darão origem aos tecidos do indivíduo.

No estágio seguinte, que é a organogênese, ocorre a diferenciação dos órgãos.

Vamos analisar cada uma dessas fases para os animais em geral e depois comentar o desenvolvimento embrionário humano.

Anexos embrionários: Adaptação ao Meio Terrestre

Anexos embrionários são estruturas que derivam dos folhetos germinativos do embrião, mas que não fazem parte do corpo desse embrião.

Os anexos embrionários são: vesícula vitelina (saco vitelínico), âmnio (ou bolsa amniótica), cório e alantóide.

Vesícula vitelina

Durante a evolução do grupo dos animais, os primeiros vertebrados que surgiram foram os peixes, grupo que possui como único anexo embrionário a vesícula vitelina.

Diferenciando-se a mesoderme e o tubo neural, parte dos folhetos germinativos desenvolvem-se formando uma membrana que envolve toda a gema, constituindo (membrana + gema) o saco vitelínico um anexo embrionário, que permanece ligado ao intestino do embrião. À medida que este se desenvolve, há o consumo do vitelo e, consequentemente, o saco vitelínico vai se reduzindo até desaparecer. É bem desenvolvida não somente em peixes, mas também em répteis e aves. Os mamíferos possuem vesícula vitelina reduzida, pois nesses animais como regra geral, os ovos são pobres em vitelo. A vesícula vitelina não tem, portanto, significado no processo de nutrição da maioria dos mamíferos.

Nos anfíbios, embora os ovos sejam ricos em vitelo, falta a vesícula vitelina típica. Nesses animais o vitelo encontra-se dentro de células grandes (macrômeros) não envoltas por membrana vitelina própria.

Âmnio e cório

O âmnio é uma membrana que envolve completamente o embrião, delimitando uma cavidade denominada cavidade amniótica. Essa cavidade contém o líquido amniótico, cujas funções são proteger o embrião contra choques mecânicos e dessecação. Ao final do desenvolvimento de répteis e aves, todo o líquido da cavidade amniótica foi absorvido pelo animal.

O cório ou serosa é uma membrana que envolve o embrião e todos os demais anexos embrionários. É o anexo embrionário mais externo ao corpo do embrião. Nos ovos de répteis e nos de aves, por exemplo, essa membrana fica sob a casca. Nesses animais, o cório, juntamente com o alantóide, participa dos processos de trocas gasosas entre o embrião e o meio externo.

Alantóide

A alantóide é um anexo que deriva da porção posterior do intestino do embrião. A função da alantóide nos répteis e nas aves é: transferir para o embrião as proteínas presentes na clara, transferir parte dos sais de cálcio, presentes na casca, para o embrião, que utilizará esses sais na formação de seu esqueleto, participar das trocas gasosas, o O2 passa da câmera de ar para o alantóide e deste para o embrião, enquanto o CO2 produzido percorre o caminho inverso, e armazenar excreta nitrogenada. A excreta nitrogenada eliminada por embriões desses animais é o ácido úrico, insolúvel em água e atóxico, podendo ser armazenado no interior do ovo sem contaminar o embrião.

Anfíbios: reprodução dependente da água

Os anfíbios, que em latim tem significado vida dupla, são seres vivos que durante a sua vida passam por duas fases: uma terrestre e outra aquática (daí o termo em latim “vida dupla”), por isso, na época da reprodução, eles retornam ao ambiente aquático onde machos e fêmeas se unem

O lugar para a reprodução dos anfíbios varia entre as espécies. Pode ser uma poça transitória formada após uma chuva , um rio, lago ou um açude. Há também os que procriam na terra, desde que seja bem úmida.

O acasalamento da maioria dos anfibios acontece na água. O coaxar do sapo macho faz parte do ritual "pré-nupcial". A fêmea no seu período fértil, é atraída pelo parceiro sexual por meio do seu canto e do seu coaxar.

A fêmea com o corpo cheio de óvulos é agarrada pelo macho com um forte "abraço". Esse "abraço" pode levar dias, até que a fêmea lance os seus gametas (isto é, os seus óvulos) na água. Então o macho também lança os seus espermatozóides, que fecundam os óvulos, cujo desenvolvimento ocorre na água.

O sapo, a rã e a perereca realizam fecundação externa. A salamandra e a cobra-cega realizam fecundação interna.

Nos numerosos ovos protegidos por uma grossa camada de substâncias gelatinosa, que geralmente se prendem às plantas aquáticas, as células vão se dividindo e formando embriões. Os ovos fecundados eclodem e as larvas denominadas girinos, vivem e crescem na água até realizarem a metamorfose para a vida adulta.