Maisbiogeologia: Ciclos de vida: unidade e diversidade

O que é um ciclo de vida?

O ciclo de vida de um ser vivo é a sequência de acontecimentos que ocorrem na sua vida desde a sua formação até que produz a sua própria descendência.
Existe uma grande diversidade de ciclos de vida, havendo, no entanto, processos comuns a todos eles.

A ocorrência de meiose e de fecundação no ciclo de vida de um organismo tem como consequência a existência de alternância de fases nucleares, que são:

fase haplóide ou haplofase (com n cromossomas) – tem inicio nas células que resultam da meiose, ou seja decorre entre a meiose e a fecundação e é constituída por n cromossomas;
fase diplóide ou diplofase (com 2n cromossomas) – tem início no ovo ou zigoto, ou seja esta compreendida entre a fecundação e a meiose e é constituída por 2n cromossomas.

O desenvolvimento relativo da haplofase e da diplofase depende da posição relativa que a meiose e a fecundação ocupam no ciclo de vida.
Para além da alternância de fases nuclares, há também uma alternância de gerações.
A geração é a parte do ciclo de vida de um organismo que se inicia com uma célula, dando esta origem a uma estrutura, ou entidade, multicelular, a qual irá produzir uma outra célula, através de parte da estrutura multicelular.
Segundo esta definição, um ciclo de vida sexuado poderá, no máximo, apresentar duas gerações:

Geração gametófita – fase haplóide do ciclo de vida, inicia-se com o esporo e termina nos gâmetas. A estrutura multicelular da geração gametófita designa-se gametófito, onde se irão diferenciar gametângios, estruturas que contêm células que produzirão gâmetas. Os gametângios femininos designam-se oogónios (unicelulares) ou arquegónios (pluricelulares), enquanto os masculinos se designam anterídeos;
Geração esporófita – fase diplóide do ciclo, inicia-se com o zigoto e termina com a célula-mãe dos esporos. A estrutura multicelular desta fase designa-se esporófito. No esporófito diferenciam-se estruturas designadas por esporângios, contendo células que se dividem por meiose e originam esporos.

Os componentes das duas gerações já foram mais referidos no post anterior.

Ciclo de vida haplonte

Há seres vivos em cujo ciclo de vida a meiose, ocorre na primeira divisão do zigoto. Assim a meiose designa-se por pós-zigótica, sendo portanto o zigoto a única célula diplóide existente em todo o ciclo. A diplofase está, pois, reduzida a uma única célula. A fase predominante é a haplofase onde esta integrado o individuo adulto.

A espirogira

A espirogira é uma alga pluricelular filamentosa não ramificada, cujos filamentos são constituídos por células rectangulares, colocadas topo a topo. Cada filamento é envolvido por uma bainha aquosa, que lhes confere um aspecto viscoso. Assim sendo esta alga forma massas flutuantes bastante densas, vivendo por isso em lagos ou charcos de água doce.

A espirogira pode reproduzir-se de dois modos: assexuadamente e sexuadamente.

A reprodução assexuada ocorre quando as condições ambientais são favoráveis. Nessa altura a espirogira reproduz-se por fragmentação. Os filamentos celulares quebram-se, originando fragmentos que, por divisões sucessivas das suas células, regeneram novos filamentos.

A reprodução sexuada ocorre sob condições ambientais desfavoráveis, altura em que dois filamentos celulares se colocam lado a lado, unindo-se por intermédio de uma substância gelatinosa, ficando alinhados. Cada uma das células vai produzir uma pequena protuberância, designada papila, a qual cresce em direcção ao outro filamento. Quando estas papilas se encontram, a parede celular e a membrana citoplasmática desintegram-se, formando-se um tubo de conjugação, por onde os citoplasmas das células se comunicam. Cada uma destas células passa então a funcionar como um gamentângio, podendo o seu conteúdo ser entendido como um gâmeta. O gâmeta que passa através do tubo tem a designação de gâmeta dador ou masculino e o gâmeta que o vai receber é designado por gâmeta receptor ou feminino) ocorrendo então a fecundação e como tal, a fusão dos citoplasmas e dos núcleos.

Dado que os gâmetas são iguais morfologicamente, diz-se que existe isogamia. Note-se, no entanto, que fisiologicamente são diferentes pois um desloca-se e o outro não - anisogamia funcional.
Da união dos gâmetas resulta uma célula diplóide, ovo ou zigoto, que inicia a diplofase. Cada um dos zigotos, rodeado por uma parede espessa, permanece no estado de vida latente, até que as condições voltem a ser favoráveis. A primeira divisão do ovo é meiotíca. Esta meiose pós-zigótic a origina quatro núcleos haplóides, designados de zigósporos. Destes núcleos, três degeneram, ficando a célula com um único núcleo que, por divisões mitóticas sucessivas, origina um novo filamento de espirogira.

Ciclo de vida diplonte

Noutros casos, o zigoto, por mitoses sucessivas, dá origem a um organismo adulto multicelular, constituído por células diplóides, o qual, no período de reprodução, produz gâmetas. Na formação destas células reprodutoras ocorre a redução cromática - meiose pré-gamética. As únicas células haplóides em todo o ciclo de vida são os gâmetas que, por fecundação, originam o zigoto.Algumas algas verdes apresentam esse tipo de ciclo, além da maior parte dos animais, inclusive nossa espécie.

Homem

No homem, da fecundação forma-se um ovo que dá inicio à diplofase. O ovo sofre mitoses sucessivas e origina um embrião que se vai desenvolvendo até ao nascimento. Apos o nascimento, a criança continua a desenvolver-se até ao estado adulto. Nos testículos do homem e nos ovários da mulher, as células da linhagem sexual sofrem meiose e originam os espermatozóides e os oócitos. Neste ciclo de vida os gâmetas são as únicas células da haplofase. A diplofase ocupa quase a totalidade da duração do ciclo, incluído o organismo adulto (2n).

Ciclo de vida haplodiplonte

Noutros casos ainda, o zigoto por sucessivas mitoses, origina uma entidade pluricelular formada por células diplóides. Nesta entidade ocorre meiose, formando-se células haplóides, os esporos - meiose pré-espórica. Os esporos são células reprodutoras que, germinando, originam, cada um, uma entidade multicelular constituída por células haplóides onde se vão produzir gâmetas.

Polipódio

O polipódio é um feto em que a planta adulta constitui o esporófito. Em determinadas alturas do ano, observam-se na página inferior das folhas, pontuações granulosas, denominadas soros, que são grupos de esporângios. Estes contêm as células-mães dos esporos que, por meiose (pré-espórica), originam esporos haplóides morfologicamente iguais (espécie isospórica).

A ruptura do esporângio permite a dispersão dos esporos, que caindo na terra germinam e dão origem ao protalo (gametófito), que possui vida livre mas limitada. Nesta estrutura diferenciam-se gametângios que originam os anterozóides flagelados e as oosferas. A fecundação, dependente da água, origina um ovo ou zigoto, que inicia a geração esporófita correspondente à diplofase.

Do desenvolvimento do ovo surge uma planta adulta, que é a entidade mais representativa daquela geração. O polipódio é um ser haplodiplonte, porque apresenta alternância de gerações.

Funária

A funária é um musgo de pequeno porte que se encontra em locais húmidos.

No gametófito deste fungo (haplóide) diferenciam-se duas estruturas responsáveis pela produção de gâmetas: os anterídeos e os arquegónios. Cada arquegónio forma apenas uma oosfera que vais ser fecundado originando o ovo ou zigoto, que é a célula inicial da geração esporófita correspondente à diplofase. O ovo, se as condições forem favoráveis germina no interior do arquegónio, originando o esporogónio, que na sua forma desenvolvida é constituído pela seda e por uma cápsula. A cápsula é um esporângio, encontrando-se no seu interior células-mães dos esporos, que por meiose originam esporos. Estas são células haplóides, morfologicamente iguais (isósporos), que iniciam a haplofase. Os esporos germinam, dando origem ao protomema de que deriva a planta adulta.
Neste ciclo de vida há alternância de gerações, sendo a geração gametófita, à qual pertence a planta adulta, a dominante. A geração esporófita é dependente da gametófita sob o ponto de vista nutritivo, estando representada pelo esporogónio.

Tabela comparação ciclos de vida

Relações entre o ciclo de vida dos organismos e o meio

Em plantas como o polipódio e a espirogira ocorre reprodução assexuada durante a época em que as condições ambientais são mais favoráveis, ou seja as condições são propícias ao desenvolvimento rápido de indivíduos. No entanto, estes seres recorrem também a reprodução sexuada, quando as condições não são favoráveis, ou seja os seres necessitam de manter a sobrevivência da espécie. Neste caso para além da sobrevivência ser assegurada, os descendentes vão ser geneticamente diversificados.
O exemplo que se segue, é o caso de um animal que adapta a sua reprodução as condições ambientais existentes:
“ O piolho-da-roseira (Aphis rosae), é uma espécie de afídeo em que os ovos são postos no Outono, por parte de fêmeas fertilizadas. Esses ovos permanecem junto à planta durante o inverno e eclodem na Primavera, dando origem a fêmeas fundatrizes. Em seguida, estas fêmeas, reproduzem-se partenogenicamente, ou seja, sem a intervenção de qualquer macho, desenvolvendo-se o embrião de novas fêmeas a partir de ovos não fertilizados. São especialmente curiosas estas "gerações telescópicas", nas quais as fêmeas desenvolvem, por viviparidade, outras fêmeas no interior do seu corpo que, por sua vez, podem já estar a criar outro embrião, como uma série de Matrioskas (as bonecas russas) dentro umas das outras.

As novas gerações de fêmeas, assim nascidas, são geneticamente iguais às progenitoras, formando um clone, ainda que tenham menor porte. Este processo de multiplicação dos pulgões mantém-se durante todo o Verão, com gerações sucessivas de fêmeas, chegando, geralmente, a perfazer cerca de 16 gerações. Desta forma, uma só fêmea, nascida na Primavera, poderá ter até alguns milhares de descendentes num só ano - quase todos eles fêmeas, excepto no Outono, em que começam a aparecer os machos (mas também aparecem fêmeas). Dá-se então o acasalamento e são postos os ovos que preservarão a espécie durante os meses frios de Inverno e que incubarão na Primavera. O desenvolvimento embrionário até à forma adulta decorre em cerca de oito dias. Contudo, este processo de reprodução sexuada é apenas a resposta aos estímulos climáticos, não respondendo a qualquer "relógio biológico" - de facto, afídeos fêmeas mantidos num meio artificial onde as condições de temperatura se mantêm favoráveis continuarão a sua reprodução durante anos seguidos, sem ser necessário o nascimento de machos.O piolho-da-roseira é dado como exemplo, ainda que existam algumas diferenças no ciclo de vida dentro da espécie dos afídeos. "

Vantagens e desvantagens da reprodução sexuada e assexuada

R. Assexuada

Vantagens:
- Assegura a formação de clones, visto que a mitose é o processo de divisão nuclear que ocorre.
- Todos os individuos podem originar descendentes.
- Processo rápido e com pequeno dispêndio de energia.
- Um só individuo pode colonizar habitats de condições semelhantes e originar muitos descendentes.

Desvantagem:
- A diversidade dos individuos produzidos é praticamente nula.
-Difícil adaptação dos novos índividuos a mudanças do meio.
- Não favorece a evolução das espécies.

R. Sexuada

Vantagens:

- Proporciona uma grande variabilidade de caracteristicas na descendência.

- A diversidade de caracteristicas permite ás espécies não só maior capacidade de sobrevivência, caso haja mudanças ambientais, mas também proporciona evolução para novas formas.

Desvantagem:

- Processo lento.

-Enorme dispêndio de energia, quer na formação dos gâmetas quer no processos que desencadeiam a fecundação.

Sites auxiliares:

http://bi.gave.min-edu.pt/bi/es/942/3452 ( pergunta sobre os ciclos de vida - GAVE)

http://br.geocities.com/pri_biologiaonline/tipos_ciclo_vida.html (tipos de ciclos de vida)

http://www.horta.uac.pt/species/plantae/Polypodium_azoricum/Polypodium_azoricum.htm (imagens polipódio)

http://formacao.es-loule.edu.pt/biogeo/biogeo11/bio/unid06/biogeo11_bio_unid06.htm (ciclos de vida)

http://www.simbiotica.org/ciclosdevida.htm (ciclos de vida e tabelas com relacionamento entre os seres e o tipo de gâmetas - MUITO interessante)

http://www.cientic.com/tema_cicvida_pp1.html (ciclos de vida)

http://www.colegioportugal.pt/2008fi_ciclos_de_vida.pdf (ciclos de vida- exemplos)

http://www.esec-odivelas.rcts.pt/BioGeo/ficha_trab4.htm (ficha trabalho sobre ciclos de vida)