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2ª série · Biologia
A fisiologia animal · A reprodução animal

Tipos e estruturas de reprodução

Uma estrela-do-mar pode perder um braço e regenerar o corpo todo. A tartaruga-marinha deposita uns cem ovos na areia e volta para o mar sem olhar para trás. A fêmea do peixe-boi tem um único filhote por vez e o amamenta por mais de um ano. Por que os animais se reproduzem de jeitos tão diferentes? Ao longo desta página, você vai ver que cada estratégia tem vantagens e custos.

Reprodução assexuada e sexuada

Se você cortar uma planária ao meio, em poucas semanas terá dois vermes completos e idênticos. Já os filhotes de uma mesma ninhada de cachorros nunca são idênticos entre si, nem aos pais. Por que alguns animais se "clonam" naturalmente, enquanto outros misturam informação genética para gerar indivíduos únicos?

Comparação entre a reprodução assexuada, em que uma ameba se divide por bipartição em dois clones idênticos, e a reprodução sexuada, em que uma fêmea e um macho fornecem um óvulo e um espermatozoide que formam um zigoto, do qual se desenvolve um descendente com mistura das características dos dois. Reprodução assexuada um progenitor Reprodução sexuada dois progenitores, dois gametas progenitor bipartição clones idênticos ao progenitor óvulo (fêmea) espermatozoide (macho) zigoto fecundação descendente: mistura dos dois

Cada tipo tem seu preço. A reprodução assexuada é rápida e não exige parceiro, mas a descendência é igual ao progenitor. Se o ambiente mudar, todos os clones ficam igualmente vulneráveis. A sexuada é mais lenta e gasta mais energia, mas gera indivíduos diferentes entre si, e alguns deles podem sobreviver às mudanças.

Pratica★☆☆Por começar
Diferencie a reprodução assexuada da sexuada quanto ao número de progenitores, à variabilidade genética da descendência e à velocidade de reprodução, indicando uma…

Diferencie a reprodução assexuada da sexuada quanto ao número de progenitores, à variabilidade genética da descendência e à velocidade de reprodução, indicando uma vantagem de cada tipo.

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Pratica★☆☆Por começar
Indique duas modalidades de reprodução assexuada (por exemplo, bipartição, gemiparidade ou fragmentação), um organismo que as utilize e o traço que as distingue.

Indique duas modalidades de reprodução assexuada (por exemplo, bipartição, gemiparidade ou fragmentação), um organismo que as utilize e o traço que as distingue.

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Pratica★★☆Por começar
Uma estrela-do-mar pode regenerar um braço e uma planária cortada em duas origina dois indivíduos. Explique a relação entre essa capacidade de regeneração e a reprodução…

Uma estrela-do-mar pode regenerar um braço e uma planária cortada em duas origina dois indivíduos. Explique a relação entre essa capacidade de regeneração e a reprodução assexuada por fragmentação, e justifique por que os vertebrados, com corpos tão especializados, não conseguem se reproduzir dessa forma.

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Gametas e hermafroditismo

Uma célula com 2n cromossomos sofre meiose e origina gametas com n cromossomos; a fecundação une dois gametas e restabelece o zigoto com 2n. 2n célula (2n) meiose gametas (n) fecundação 2n zigoto (2n)

Por que o gameta precisa ser $n$? Na fecundação, dois gametas se somam. Se cada um tivesse $2n$, o zigoto teria $4n$, e o número de cromossomos dobraria a cada geração. A meiose "corta pela metade" para que a fecundação devolva o número normal da espécie.

Outra diferença é a função: a célula somática forma tecidos e realiza as funções do corpo, enquanto o gameta só existe para a reprodução.

Para animais de pouca mobilidade, isso é uma grande vantagem. Qualquer outro indivíduo da espécie que apareça é um parceiro possível, e os dois podem sair da cópula fecundados. Mesmo assim, minhocas e caracóis costumam trocar espermatozoides com outro indivíduo, e não se autofecundar. Esse cruzamento mistura genes de dois indivíduos e mantém a variabilidade. A autofecundação geraria descendentes quase idênticos ao progenitor.

Pratica★☆☆Por começar
Explique o que é um gameta e duas diferenças em relação a uma célula somática (conjunto cromossômico, função), justificando por que os gametas não podem ter o mesmo…

Explique o que é um gameta e duas diferenças em relação a uma célula somática (conjunto cromossômico, função), justificando por que os gametas não podem ter o mesmo conjunto cromossômico que as demais células.

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Pratica★★☆Por começar
As minhocas e os caracóis são hermafroditas. Explique o que isso significa, que vantagens isso traz a animais de mobilidade reduzida e por que, mesmo assim, costumam…

As minhocas e os caracóis são hermafroditas. Explique o que isso significa, que vantagens isso traz a animais de mobilidade reduzida e por que, mesmo assim, costumam cruzar com outro indivíduo em vez de se autofecundarem.

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Fecundação e desenvolvimento do ovo

À esquerda, fecundação externa: fêmea e macho de peixe liberam óvulos e espermatozoides na água. À direita, fecundação interna: os espermatozoides são depositados no corpo da fêmea e fecundam o óvulo no oviduto. Fecundação externa Fecundação interna fêmea macho espermatozoides óvulos óvulo fecundado espermatozoides depositados gametas liberados no ambiente gametas unidos dentro da fêmea

Depois da fecundação, o embrião pode se desenvolver de três modos:

Cada estratégia tem seu custo e seu benefício. Na oviparidade, a mãe gasta menos energia depois da postura, mas o ovo pode ser predado ou sofrer com o frio e a seca. Na viviparidade, o embrião fica protegido e aquecido, mas a mãe investe muita energia e fica mais vulnerável durante a gestação.

O ovo amniótico e a vida em terra

Anfíbios põem ovos gelatinosos, sem casca, que secariam fora d'água. Répteis, aves e mamíferos têm ovo amniótico, com membranas (âmnio, córion, alantoide e saco vitelínico) e, nos répteis e aves, uma casca. O ovo é um "pequeno aquário" que mantém o embrião úmido, protegido e nutrido, de modo que o desenvolvimento não depende de água externa. Isso, somado à fecundação interna, permitiu aos vertebrados conquistar o ambiente terrestre. Os detalhes dessas membranas aparecem na página sobre o desenvolvimento embrionário.

Pratica★☆☆Por começar
Defina fecundação interna e externa e explique a diferença entre animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos, com um exemplo de cada um.

Defina fecundação interna e externa e explique a diferença entre animais ovíparos, vivíparos e ovovivíparos, com um exemplo de cada um.

Resolver
Pratica★☆☆Por começar
Diferencie oviparidade de viviparidade com dois exemplos de cada uma, e indique uma vantagem e uma desvantagem de cada estratégia (proteção do embrião versus…

Diferencie oviparidade de viviparidade com dois exemplos de cada uma, e indique uma vantagem e uma desvantagem de cada estratégia (proteção do embrião versus investimento energético do genitor).

Resolver
Pratica★★☆Por começar
Compare a estratégia reprodutora de um anfíbio e de um réptil: tipo de fecundação, estrutura do ovo e local de desenvolvimento, destacando a inovação que o ovo amniótico…

Compare a estratégia reprodutora de um anfíbio e de um réptil: tipo de fecundação, estrutura do ovo e local de desenvolvimento, destacando a inovação que o ovo amniótico representou para a conquista do meio terrestre.

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A dependência da água e a sincronização da reprodução

Os anfíbios (sapos, rãs e pererecas) conquistaram a terra, mas não "se despediram" da água. Seus ovos gelatinosos secam, a fecundação é externa e as larvas (girinos) vivem na água. Por isso, a maioria das espécies precisa de uma poça, lagoa ou riacho para se reproduzir.

Ciclo reprodutivo de um anfíbio: ovos gelatinosos na água, girino aquático com brânquias, jovem com pulmões que vive em terra e adulto que retorna à poça para se reproduzir. 1. Ovos gelatinosos na água 2. Girino respira por brânquias 3. Rã jovem pulmões, vive em terra 4. Adulto volta à poça para se reproduzir depende da água

Muitas espécies voltam todo ano à mesma poça onde nasceram (filopatria). Essa poça já provou ser adequada para os girinos: tem água suficiente e alimento. O risco é que, se esses pontos de água forem aterrados, secarem ou forem poluídos, a população perde o único lugar onde consegue se reproduzir e pode entrar em declínio.

Por que um tetrápode antigo não era "independente da água"

Pense num animal fóssil com ovos pequenos, sem casca mineralizada e sem estruturas copuladoras. Sem estruturas copuladoras, a fecundação só pode ser externa. Isso traz três limitações:

  • Gametas: óvulos e espermatozoides liberados no ar desidratam e morrem.

  • Espermatozoides: só se movem em meio líquido para alcançar o óvulo.

  • Zigoto: sem casca nem membranas, absorve ou perde água descontroladamente, porque não consegue regular o equilíbrio osmótico com o meio.

Logo, esse animal ainda dependia da água para se reproduzir, mesmo que o adulto vivesse em terra.

Sincronização em massa

Os corais liberam gametas todos na mesma noite do ano, geralmente no verão, depois da lua cheia, como nos recifes de Abrolhos, na Bahia. A fecundação é externa, e os gametas se diluem no mar. Se cada colônia liberasse em dias diferentes, óvulos e espermatozoides quase nunca se encontrariam. Ao liberar tudo ao mesmo tempo, a concentração de gametas na água aumenta muito, e há tantos que os predadores não conseguem comer todos. Os sinais que orientam essa sincronia são o fotoperíodo (duração do dia), a temperatura da água e o ciclo lunar (que também define as marés).

Pratica★★☆Por começar
O ciclo reprodutor dos anfíbios continua dependente da água: posturas gelatinosas, fecundação externa e larvas aquáticas. Explique essa dependência e por que razão…

O ciclo reprodutor dos anfíbios continua dependente da água: posturas gelatinosas, fecundação externa e larvas aquáticas. Explique essa dependência e por que razão muitas espécies voltam todos os anos à mesma poça (filopatria), bem como o risco associado ao desaparecimento dos pontos de água.

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Pratica★★☆Por começar
Muitos corais liberam seus gametas na mesma noite do ano, sincronizados com a lua e com as marés. Explique que vantagem essa sincronização em massa traz a animais de…

Muitos corais liberam seus gametas na mesma noite do ano, sincronizados com a lua e com as marés. Explique que vantagem essa sincronização em massa traz a animais de fecundação externa e que sinais ambientais podem orientá-la (fotoperíodo, temperatura, ciclo lunar).

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Pratica★★★Por começar
Uma equipe de paleontologia encontra os fósseis de um novo tetrápode primitivo do Carbonífero. O seu esqueleto carece de estruturas copuladoras e, junto aos fósseis,…

Uma equipe de paleontologia encontra os fósseis de um novo tetrápode primitivo do Carbonífero. O seu esqueleto carece de estruturas copuladoras e, junto aos fósseis, foram encontradas massas de milhares de pequenos óvulos sem casca mineralizada fossilizados em sedimentos de uma planície de inundação fluvial. Um pesquisador da equipe afirma que este animal já apresentava uma reprodução plenamente terrestre e independente da água. a) Rebata a hipótese do pesquisador apontando os impedimentos físicos e celulares (desidratação gamética, motilidade dos espermatozoides e osmorregulação do zigoto) que tornam inviável a fecundação externa em terra firme. b) Justifique que inovações evolutivas anatômicas e fisiológicas nos gametas e no ovo foram necessárias para que os amniotas conseguissem se emancipar do meio aquático para se reproduzirem. c) Preveja que diferenças você esperaria encontrar no volume de vitelo dos óvulos e no número de gametas produzidos por ciclo entre este fóssil e um réptil terrestre de tamanho semelhante.

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Cortejo, cuidados parentais e época reprodutiva

A cauda do pavão macho é pesada, atrapalha o voo e chama a atenção de predadores. A ema macho choca os ovos por semanas e cuida dos filhotes sozinho. Que vantagem pode compensar comportamentos e características tão arriscados e cansativos?

À esquerda, a parada nupcial do pavão macho, que abre a cauda em leque com penas ocelares. À direita, um cuidado parental: uma ave chocando ovos em um ninho. parada nupcial: cauda do pavão cuidado parental: choca dos ovos

Funções da parada nupcial

  • Reconhecimento da espécie: o canto do sabiá ou a coloração do pavão evita cruzamentos entre espécies diferentes.

  • Seleção do parceiro: a fêmea "avalia" o macho. Uma cauda vistosa ou um canto forte indica saúde.

  • Sincronização: o cortejo prepara machos e fêmeas para estarem prontos ao mesmo tempo.

Formas de cuidado parental

  • Incubação: a ema macho e o pinguim-imperador chocam os ovos.

  • Alimentação: o casal de joão-de-barro leva comida aos filhotes; mamíferos os amamentam.

  • Defesa ou transporte: a fêmea do jacaré defende o ninho e carrega os filhotes na boca até a água; o gambá e os cangurus carregam os filhotes na bolsa ou no dorso.

O fotoperíodo e a época de reprodução

Em muitos mamíferos e aves, o cio e a reprodução ocorrem em períodos muito regulares do ano. O que marca o tempo é o fotoperíodo, a duração do dia. A luz que chega aos olhos controla a produção de melatonina pela glândula pineal, e essa substância influencia os hormônios sexuais. Assim, o animal só está pronto para reproduzir quando os dias têm certa duração.

A vantagem de programar os nascimentos para a primavera é que os filhotes nascem quando há mais alimento, a temperatura é mais amena e há meses de crescimento antes do inverno. Isso aumenta a chance de sobrevivência. Esse padrão é mais marcado em regiões de estações bem definidas, como o Sul do Brasil e o Pampa, onde ovelhas e veados-campeiros têm época reprodutiva mais definida.

Pratica★☆☆Por começar
O que é a parada nupcial? Apresente dois exemplos (cauda do pavão, canto das aves, brama do veado) e explique as suas funções (reconhecimento da espécie, seleção do…

O que é a parada nupcial? Apresente dois exemplos (cauda do pavão, canto das aves, brama do veado) e explique as suas funções (reconhecimento da espécie, seleção do parceiro, sincronização da reprodução).

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Pratica★☆☆Por começar
Explique o que são cuidados parentais e descreva três formas distintas (incubação de ovos, alimentação dos filhotes, defesa do território ou transporte dos filhotes) com…

Explique o que são cuidados parentais e descreva três formas distintas (incubação de ovos, alimentação dos filhotes, defesa do território ou transporte dos filhotes) com um exemplo animal de cada uma.

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Pratica★★☆Por começar
O cio de muitos mamíferos ocorre em períodos muito regulares. Explique como o fotoperíodo (duração do dia) regula a época reprodutiva e justifique que vantagem há em…

O cio de muitos mamíferos ocorre em períodos muito regulares. Explique como o fotoperíodo (duração do dia) regula a época reprodutiva e justifique que vantagem há em programar os nascimentos para a primavera (alimento, temperatura, tempo de crescimento antes do inverno).

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Desenvolvimento direto e indireto

A fase larval traz uma vantagem: larva e adulto usam recursos e ambientes diferentes, e assim não competem entre si por alimento. Em compensação, o animal depende de dois ambientes e passa por uma fase delicada de transformação.

Metamorfose de uma rã: ovos na água, girino com cauda e brânquias, girino com patas e pulmões em formação, e rã adulta com patas e pulmões, sem cauda. ovos girino girino com patas rã adulta na água cauda e brânquias pulmões surgindo pulmões e patas

Na metamorfose da rã, o girino herbívoro e aquático vira um adulto carnívoro e terrestre:

Característica Girino (água) Rã adulta (terra)
Respiração Brânquias Pulmões e pele
Locomoção Cauda Patas (quatro membros)
Alimentação Algas e restos vegetais Insetos e pequenos animais
Intestino Longo (dieta vegetal) Curto (dieta carnívora)

A cauda é reabsorvida, surgem os membros e os pulmões, e o corpo se prepara para a vida em terra. Veja como a metamorfose acompanha a transição do meio aquático para o terrestre.

Pratica★☆☆Por começar
Distinga desenvolvimento direto de indireto com um exemplo de cada um (um mamífero e uma borboleta ou um anfíbio), e indique o que implica a existência de uma fase…

Distinga desenvolvimento direto de indireto com um exemplo de cada um (um mamífero e uma borboleta ou um anfíbio), e indique o que implica a existência de uma fase larval na vida do animal.

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Pratica★★☆Por começar
Descreva a metamorfose de uma rã desde o ovo até o adulto, indicando as alterações anatômicas e fisiológicas mais importantes e a relação delas com a transição do meio…

Descreva a metamorfose de uma rã desde o ovo até o adulto, indicando as alterações anatômicas e fisiológicas mais importantes e a relação delas com a transição do meio aquático para o terrestre.

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Dimorfismo sexual e sistemas de acasalamento

Dimorfismo sexual em um cervídeo: o macho é maior e tem chifres; a fêmea é menor e não tem chifres. Macho Fêmea maior, com chifres menor, sem chifres

Dois exemplos: o macho do veado-campeiro tem chifres ramificados que usa para disputar fêmeas, e o macho do leão tem juba, que sinaliza força e intimida rivais. Quando as fêmeas escolhem os machos mais vistosos, como no pavão, esses traços tendem a se acentuar ao longo das gerações.

Pratica★★☆Por começar
O que é o dimorfismo sexual? Apresente dois exemplos (chifres do veado, cores das aves, juba do leão) e relacione-o com a seleção sexual: competição entre machos e…

O que é o dimorfismo sexual? Apresente dois exemplos (chifres do veado, cores das aves, juba do leão) e relacione-o com a seleção sexual: competição entre machos e escolha de parceiro pelas fêmeas.

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Volte ao início: a tartaruga-marinha, o peixe-boi e a estrela-do-mar usam estratégias bem diferentes. A estrela pode se multiplicar por fragmentação, rápido e sem parceiro. A tartaruga bota muitos ovos e abandona a ninhada. O peixe-boi investe muito em um único filhote. Cada estratégia responde a pressões do ambiente e tem vantagens e custos.

Resumo

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