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mais complexos, mas a medida que as escavações se aprofundam, se percebe que os fosseis ficam cada vez menos complexos. Essas evidências reforçam o fato de que toda a diversidade de seres vivos existentes nos dias atuais foi originada a partir de outras formas mais simples que viveram no passado. Multicelularidade • Haeckel foi o primeiro sistemata a classificar os organismos com base na teoria de Darwin. • A multicelularidade é uma característica adaptativa, e sua principal vantagem é o crescimento acelerado dos organismos. • O aumento de células de um organismo envolve a cooperação entre células especializadas nas mais diversas funções, sendo as moléculas orgânicas complexas facilitadoras desta cooperação. Primeiros organismos muticelulares • Os primeiros eucariontes multicelulares datam de 1,6 a 1,8 bilhão de anos atrás. • O registro fóssil evidencia que no período pré-Cambriano a diversidade de organismos era muito pequena e os organismos que habitavam a terra nesta época são chamados de fauna de Ediacara, enquanto no Cambriano houve uma maior irradiação de formas de vida. Cambriano • No início do Cambriano (há 545 milhões de anos), aconteceu uma sequência de mudanças dramáticas (biológicas, geológicas e climáticas) no planeta. • Neste período, a diversidade de vida na Terra passou de organismos simples, como por exemplo esponjas e cnidários, a organismos complexos de vários filos hoje conhecidos, como Arthropoda (insetos, aranhas, escorpiões e etc), Chordata (mamíferos, aves, anfíbios e etc), Echinodermata (ouriços do mar, estrelas do mar, etc), dentre outros. • Os especialistas chamaram essa enorme diversidade de explosão do Cambriano. Desenvolvimento • Organismos multicelulares não nascem completamente formados. Sua formação ocorre através de um processo lento de mudanças progressivas que é chamado de desenvolvimento. • Um organismo se desenvolve durante toda a sua vida. • O desenvolvimento tem duas consequências: a diferenciação celular e a reprodução do organismo. • Através da diferenciação celular, uma única célula ovo (zigoto) dá origem a todos os tipos celulares de um organismo. 2 1 LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – CEDERJ - UENF SEGUNDO PERÍODO DISCIPLINA: Diversidade dos Seres Vivos Resumo: Aula 16 – Origem do sexo Reprodução e sexo • Só existe um fator que pode contribuir para o sucesso evolutivo de um determinado indivíduo, seu sucesso reprodutivo, que está relacionado a quantidade de genes que o mesmo contribui para a geração seguinte. • Os procariontes se reproduzem assexuadamente através da fissão binária, produzindo cópias idênticas da célula original (que é o indivíduo) sem recombinação gênica. • Entretanto existem processo que que podem promover a recombinação gênica, como: a. Transformação: os genes são diretamente assimilados do ambiente através de moléculas de DNA livres no meio. b. Conjugação: quando os genes são transferidos de um procarionte para outro. c. Transdução: quando ocorre transferência de genes entre dois procariontes através de vírus. • Os processos acima são radicalmente diferentes dos que ocorrem com os organismos eucariontes, ocorrendo troca gênica através da reprodução sexuada entre dois indivíduos. • A reprodução de organismos eucariontes se dá através da reprodução das células por meio de dois processos, a mitose e a meiose. • O processo de mitose duplica as células somáticas gerando cópias idênticas. • No processo de meiose, um ciclo produz células germinativas com metade do número de cromossomos da célula original. Origem do sexo • O mundo biológico provavelmente nasceu sexuado através das trocas gênicas que devem ter acontecido na sopa primordial, nos primórdios do mundo do RNA. • No entanto, o fator fundamental para a evolução dos organismos ocorreu com o surgimento da célula. Haja visto ela proteger os genes de efeitos danosos do meio externo, permitir que recursos energéticos e proteínas estejam sempre disponíveis para o uso interno e não em difusão. • Estima-se que a reprodução sexuada pode ter ocorrido entre 1 a 2 bilhões de anos. • A reprodução sexuada é uma característica complexa, e antes dela ter surgido, certamente ocorreram passos intermediários que possibilitaram seu surgimento. • Segundo John Meynard Smith, todos os passos intermediários devem apresentar vantagem imediata ao organismo portador, mesmo que pequena. Fusão celular • A reprodução sexuada pode ter iniciado com a fusão celular. A fusão apresenta vantagens como: mais proteínas, mais organelas e mais material genético para o organismo. • Outra vantagem poderia acontecer no caso da fusão de uma célula sadia e outra com alguma enzima defeituosa, onde a fusão com um organismo não defeituoso, poderia mascarar a mutação deletéria do organismo defeituoso, passando a produzir cópias funcionais. • Apesar das vantagens citadas, a maior quantidade de material genético exige mais tempo para duplicação. Assim, a redução do número de cromossomos através da meiose, deve ter evoluído logo depois do mecanismo de fusão celular. 2 Desvantagens do sexo • Uma desvantagem da reprodução sexuada é o grande investimento de energia necessário. • Um exemplo é a reprodução sexuada de animais marinhos com fertilização externa, quando os organismos parentais liberam gametas na coluna d'água, resultando na perda de milhões deles. • Já na fertilização interna, como nos mamíferos por exemplo, apesar do número de gametas perdidos ser menor, existem outros investimentos de energia necessários, como o encontro do parceiro. • Além do citado acima, na reprodução sexuada apenas 50% dos genes dos indivíduos serão repassados, ao contrário da reprodução assexuada, onde é passado 100%. • Existem dois tipos de reprodução sexuada em relação ao investimento na prole: 1. Isogâmica: Nas espécies isogâmicas o gameta feminino e o masculino possuem aproximadamente o mesmo tamanho, com contribuição semelhante para formação do zigoto. 2. Anisogâmica: Nas espécies anisogâmicas o gameta feminino é maior que o masculino. Assim o provimento de energia para o zigoto é maior por parte do óvulo se comparado ao espermatozoide, gastando desta forma a fêmea mais energia para produzi-lo. • Grande parte dos animais é ansiogâmica. Enquanto a fêmea gastará energia cuidando da prole, os machos estarão aptos para cruzar novamente, embora existam exceções, como em alguns casos onde machos de peixes, aves e insetos ficam e providenciam energia e recursos para cuidar dos filhotes. • Uma fêmea ansiogâmica sexuada poderia ter duas vezes mais descendentes em termos de gasto de energia se fosse assexuada. Vantagens do sexo • A reprodução sexuada permite a produção de uma prole mais diversa. • A variabilidade gênica é uma vantagem pois pode possibilitar a organismos uma melhor adaptação em termos de variações no ambiente devido a criação de novos fenótipos pela inserção de alelo mutantes. • Em uma espécie de mamíferos por exemplo, uma prole que contenha indivíduos com pelagem longa poderá ter mais chances de sobrevivência que os indivíduos da mesma prole com pelo curto caso o ambiente onde vivem se torne frio. • Ao contrário do exemplo acima, em uma prole oriunda de reprodução assexuada e, portanto, sem variabilidade, todos poderiam perecer sob as mesmas condições. Sexuado e assexuado • Segundo alguns autores, a reprodução assexuada alternando com a sexuada pode ser perigosa. • A catraca de Muller é uma teoria que diz que uma população, depois de um grande número de gerações reproduzidas assexuadamente, só conseguirá se reproduzir dessa maneira. • Em uma população de reprodução assexuada, uma grande quantidade de mutações deletérias
