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Alternância de gerações

Última atualização em 19 de agosto de 2022

O que é alternância de gerações

A alternância de gerações é um tipo de ciclo de vida encontrado em plantas terrestres e em algumas algas nas quais as gerações subsequentes de indivíduos se alternam entre organismos haplóides e diplóides. Isso pode ser contrastado com a reprodução sexual em animais, nos quais as células haplóides e diplóides são encontradas em todas as gerações. A alternância de gerações possui várias características distintas, e esses recursos podem ser ligeiramente modificados entre as espécies. Em geral, as gerações alternam entre os esporófitos capazes de criar esporos e os gametófitos, capazes de criar gametas.

Alternância das gerações Ciclo de vida

Esporófito

Para formar um esporófito, dois gametas haplóides se reúnem para formar um zigoto diplóide. Normalmente, os organismos haplóides são definidos com um número “n” de cromossomos. Quando dois gametas das mesmas espécies se juntam, cada um tem n cromossomos. Portanto, o zigoto diplóide que se forma é considerado com 2n de material genético, ou exatamente duas vezes mais. Não há apenas o dobro do DNA, mas representa códigos para as mesmas proteínas no mesmo organismo. O esporófito é um organismo multicelular formado a partir de várias rodadas de mitose no zigoto. Assim, o indivíduo esporófito continua sendo um organismo 2N.

Então, quando o esporófito atinge a maturidade, ocorre um ponto -chave na alternância das gerações. O esporófito desenvolve órgãos, conhecidos como esporângios. Esses órgãos reprodutivos especializados são usados para criar esporos happlóides de célula única. Essas células serão liberadas no ar ou na água e levadas. Quando atingem um ambiente adequado, iniciarão o processo de se desenvolver no gametófito.

Gametófito

Isso representa a próxima geração na alternância de gerações, à medida que o esporo haplóide é criado. O esporo é tecnicamente um novo organismo e possui apenas metade do DNA como organismo -mãe. Esse esporo passará por sucessivas rodadas de mitose para formar um novo indivíduo multicelular, o gametófito. Onde a geração de esporófitos cria esporos, a geração de gametófitos cria gametas. Os gametas são produzidos por órgãos especiais no gametófito, o gametangia. Esses gametas são então transmitidos para o meio ambiente ou transferidos entre plantas.

Quando encontram um gameta oposto, começam o processo de se fundir para formar outro zigoto. Esse zigoto acabará se tornando um esporófito, e a alternância de gerações continuará girando. Embora essa seja uma versão simplista da alternância de gerações, existem muitas complexidades, que serão discutidas abaixo. Devido a essas complexidades, e como todas as plantas sofrem alguma versão da alternância de gerações, os cientistas preferem se referir a outros aspectos de seus ciclos reprodutivos para definir as espécies.

A forma mais simples de alternantes de gerações é encontrada na samambaia, como visto abaixo. Como visto no diagrama, o gametófito e o esporófito são indivíduos claramente diferentes. Isso não é sempre o caso.

Complicações com alternância de gerações

Gametas de gênero

Existem muitos fatores adicionais que podem complicar esse tema básico de alternância de gerações. A complicação mais notável é o gênero. Esporófitos e gametófitos podem ter sexos. Além disso, o esporófito ou gametófito pode não ser totalmente independente da outra geração. Considere plantas com flores, por exemplo. Algumas flores têm gametófitos masculinos e femininos alojados por dentro. Em outras espécies de flores, as flores masculinas e femininas são separadas, mas podem estar presentes na mesma planta. Em outras flores, os esporófitos individuais apenas dão origem a um certo gênero de flor.

Os termos monocosos e dióticos são usados para descrever os gametófitos. Se ambos os sexos estiverem alojados no mesmo indivíduo, a espécie é monóica. Se eles estiverem separados, a alternância de gerações é dioicosa. Isso se aplica apenas ao gametófito.

No esporófito, os termos usados são monoeciosos e dióicos. Aqui, eles descrevem se o esporófito produzirá ambos os sexos ou se os sexos são separados em diferentes esporófitos. É importante observar que muitas plantas são monoecas, mas dióticas. Isso significa que um único esporófito pode produzir flores masculinas e femininas. Muitas outras combinações dessas diferenças na alternância de gerações podem ser observadas em várias espécies de plantas e algas.

Diferenças no esporófito e gametófito

Durante a alternância de gerações em algumas espécies, há uma distribuição desigual de tamanho ou domínio do esporófito ou do gametófito. Em espécies diferentes, isso pode ser revertido. Em fígado, o gametófito é a geração dominante. O fígado é uma planta gametofítica. Em Ferns, o oposto é verdadeiro e o esporófito é o indivíduo maior e mais dominante. Isso seria chamado de planta esporofítica.

Em outras espécies, o tamanho e a forma do esporófito e do gametófito são quase indistinguíveis. A única diferença é a quantidade de DNA que eles carregam e se eles produzirão esporos ou gametas. Embora isso possa parecer que eles não estão realmente fazendo nada, a alternância de gerações ainda permite que a reprodução sexual ocorra. Isso mistura muito os genes e aumenta a adaptabilidade das espécies.

Esporófitos e gametófitos de diferentes espécies também produzem diferentes tipos de esporos e gametas. Se os gametas são iguais, é chamado de isogamia. Algumas espécies de algas verdes produzem apenas um tipo de gameta. Estes são flagelados e nadam em águas abertas até se encontrarem. Esse esquema não é particularmente útil para plantas terrestres. A maioria das plantas terrestres mostra anisogamia, ou uma diferença em seus gametas. Isso é mais comumente visto como a diferença entre o gameta masculino móvel e o gameta feminino maior e imóvel, ou esperma e oócitos. Outras vezes, é visto apenas como uma diferença de tamanho.

Abaixo está uma representação gráfica de uma planta anisogamética dióica, dióica. Isso significa que a planta possui indivíduos separados de gametófitos e esporófitos, e que os gametas que produz são de tamanhos diferentes. Isso seria verdade para um azevinho ou salgueiro, que produz flores masculinas e femininas separadas, em esporófitos individuais separados.

Evolução da alternância de gerações

Evidências fósseis e a existência de muitas algas com alternância simplificada dos ciclos de vida da geração, sugerem que a vantagem evolutiva da reprodução sexual através da alternância de gerações é o que tornou as plantas terrestres adaptáveis o suficiente para colonizar a terra. A alternância das gerações permite o ato dinâmico e volátil da reprodução sexual e o ato constante e consistente da reprodução assexual.

Quando o esporófito cria esporos, as células sofrem meiose, que permite que a geração de gametófitos recombine a genética presente. Isso permite que a grande diversidade surja. Enquanto as plantas colonizavam a terra, elas eram inicialmente isomórficas, ou tanto os gametófitos quanto os esporófitos pareciam e agiram sobre o mesmo. À medida que o tempo progredia, a maioria das plantas achou benéfico reduzir um desses ciclos de vida. A maioria das plantas com flores agora possui um ciclo de vida de gametófitos muito reduzido, enquanto as hepáticas e os musgos foi o outro caminho, preferindo diminuir o ciclo esporófito. Na grande variedade de plantas vivas hoje, há quase todas as variações da alternância de gerações concebíveis.

Questionário

1. Qual é a vantagem da alternância de gerações sobre uma espécie assexual? R. As espécies assexuais têm muito pouca recombinação genética B. Não há vantagens C. É mais fácil reproduzir

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. Embora seja muito mais difícil de reproduzir, a alternância de gerações permite que os genes sejam recombinados e testados de uma maneira que poucos outros sistemas de reprodução permitam.

2. Qual é a diferença entre a alternância das gerações observadas nas plantas e a reprodução sexual observada nos mamíferos? R. Os mamíferos alternam apenas todas as outras gerações B. Os mamíferos não alternam gerações C. Os mamíferos produzem esperma e ovos, onde as plantas não

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Os mamíferos são os mesmos a cada geração e não variam entre os estados haplóides e diplóides. Alguns animais, como as abelhas, fazem muito entre haplóide e diplóide, mas isso determina seu sexo dentro de uma geração e não muda ao longo de gerações. Nas plantas, essa linha fica embaçada quando o gametófito se tornou dependente do esporófito, como visto em muitas plantas com flores.

3. É melhor ter um esporófito mais dominante ou um gametófito mais dominante? A. esporófito B. gametófito C. Nem!

Resposta à pergunta nº 3

C está correto. A dominância de uma geração específica depende inteiramente dos sucessos e fracassos das gerações passadas de uma espécie. Se o esporófito tende a ser mais fraco, ou for anteriormente, ele se tornará uma característica menos proeminente no ciclo reprodutivo. O mesmo se aplica ao gametófito. Cada espécie formou um ciclo de vida que o permitiu sobreviver até o presente; portanto, todos são essencialmente iguais.

Referências

  • Brusca, R. C. & Brusca, G. J. (2003). Invertebrados. Sunderland, MA: Sinauer Associates, Inc.
  • Hartwell, L.H., Hood, L., Goldberg, M.L., Reynolds, A.E., & Silver, L.M. (2011) .Genetics: De genes aos genomas. Boston: McGraw Hill.
  • McMahon, M.J., Kofranek, A.M., & Rubatzky, V.E. (2011). Ciência vegetal: crescimento, desenvolvimento e utilização de plantas cultivadas (5ª ed.). Boston: Prentince Hall.

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