Ciclos de vida de diferentes grupos de seres vivos
Num passeio pela Serra do Gerês, a Inês pisa um tapete de musgo e, mais adiante, encontra um feto de folhas enormes. Os dois são plantas, mas o ciclo de vida de cada um é diferente: em qual deles a «planta» que vemos é haploide e em qual é diploide? Ao longo desta página vais seguir, passo a passo, os ciclos de vida de vários grupos, da alga ao sobreiro, e responder a esta pergunta.
Como ler um ciclo de vida
Para analisar qualquer ciclo, procura sempre os mesmos quatro elementos:
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Meiose: passagem de células $2n$ a células $n$ (reduz o número de cromossomas a metade).
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Fecundação: união de dois gâmetas $n$, que origina um zigoto $2n$.
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Mitose: multiplicação de células sem alterar a ploidia; permite o crescimento.
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Fase dominante: a que tem maior desenvolvimento e duração (haploide ou diploide).
Nas plantas, a fase $n$ que produz gâmetas chama-se gametófito e a fase $2n$ que produz esporos por meiose chama-se esporófito. Os esporos são células $n$ que, por mitose, originam o gametófito.
Espirogira: ciclo haplonte
A espirogira é uma alga verde filamentosa de água doce. Os seus filamentos são haploides ($n$) e crescem por mitose.
Na reprodução sexuada (conjugação), os conteúdos de dois filamentos unem-se: dá-se a fecundação e forma-se um zigósporo ($2n$) com parede resistente, capaz de sobreviver a condições adversas. Quando as condições melhoram, o zigósporo germina e sofre meiose, originando células $n$ que formam novos filamentos.
Repara que o único momento diploide é o zigósporo. A meiose ocorre logo na sua germinação, por isso se chama meiose zigótica. Um ciclo com fase $n$ dominante e meiose zigótica é haplonte.
A espirogira é uma alga verde filamentosa de água doce e a Chlamydomonas é uma alga verde unicelular. Na reprodução sexuada da espirogira — a conjugação —, os conteúdos…
A espirogira é uma alga verde filamentosa de água doce e a Chlamydomonas é uma alga verde unicelular. Na reprodução sexuada da espirogira — a conjugação —, os conteúdos de dois filamentos unem-se e forma-se um zigósporo de parede resistente que, ao germinar, origina um novo filamento.
- a) Sabendo que os filamentos da espirogira são haploides (n), classifica o ciclo de vida destas algas. Justifica.
- b) Indica a ploidia do zigósporo e explica que processo nuclear ocorre quando este germina.
- c) Explica por que razão a meiose, nestas algas, é designada por meiose zigótica.
Musgo: gametófito dominante
No musgo, a «planta» verde que forma o tapete é o gametófito ($n$). Produz gâmetas por mitose, em estruturas especializadas. Após a fecundação, o zigoto ($2n$) desenvolve-se, sobre o gametófito, num esporófito: o filamento castanho com cápsula na extremidade.
Na cápsula, por meiose, formam-se esporos ($n$). Dispersos, germinam e, por mitose, originam novos gametófitos.
Como a fase dominante é a haploide, mas existe também uma fase diploide (o esporófito) com meiose na produção de esporos, o ciclo é haplodiplonte (meiose espórica).
Numa saída de campo a um pinhal húmido do norte de Portugal, a turma do Guilherme recolheu musgos e observou duas estruturas: a «planta» verde que forma o tapete do solo…
Numa saída de campo a um pinhal húmido do norte de Portugal, a turma do Guilherme recolheu musgos e observou duas estruturas: a «planta» verde que forma o tapete do solo húmido e, sobre ela, filamentos castanhos com uma pequena cápsula na extremidade.
- a) Identifica qual destas estruturas corresponde ao gametófito e qual ao esporófito. Justifica.
- b) Indica qual das duas gerações é haploide (n) e qual é diploide (2n).
- c) No musgo, o esporófito vive sobre o gametófito e depende dele para sobreviver. Compara esta situação com a do feto, comentando em que medida a dominância das gerações difere nos dois grupos.
- d) Classifica o ciclo de vida do musgo. Justifica.
Feto: esporófito dominante e independente
No feto, a planta que conheces, com folhas grandes (frondes), é o esporófito ($2n$). Na face inferior das folhas formam-se esporângios, onde ocorre meiose e se produzem esporos ($n$).
Cada esporo germina e origina, por mitose, um pequeno gametófito em forma de coração (protalo), $n$, de vida livre. Produz gâmetas por mitose; a fecundação origina o zigoto ($2n$) que, por mitose, cresce e forma um novo esporófito.
| Característica | Musgo | Feto |
|---|---|---|
| Geração dominante | Gametófito ($n$) | Esporófito ($2n$) |
| Geração reduzida | Esporófito (depende do gametófito) | Gametófito (pequeno, mas independente) |
| Tipo de ciclo | Haplodiplonte | Haplodiplonte |
Nos dois casos há alternância de gerações; o que muda é qual das fases domina.
Na aula de Biologia e Geologia, a turma da Inês construiu o esquema do ciclo de vida do feto que se apresenta na figura, mas três processos ficaram por identificar (?1,…
Na aula de Biologia e Geologia, a turma da Inês construiu o esquema do ciclo de vida do feto que se apresenta na figura, mas três processos ficaram por identificar (?1, ?2 e ?3).
- a) Identifica os processos que correspondem a ?1, ?2 e ?3.
- b) Em qual dos pontos assinalados ocorre uma divisão por meiose? E em qual ocorre fecundação? Justifica as tuas respostas com a ploidia das estruturas envolvidas.
- c) Classifica o ciclo de vida do feto como haplonte, diplonte ou haplodiplonte. Justifica, referindo as gerações envolvidas.
- d) Indica qual das gerações — esporófito ou gametófito — apresenta maior desenvolvimento no feto e relaciona essa dominância com a adaptação ao meio terrestre.
Pinheiro-bravo e sobreiro: gametófito muito reduzido
Nas gimnospérmicas (pinheiro-bravo) e nas angiospérmicas (sobreiro) o indivíduo que vês é o esporófito ($2n$). A fase haploide é microscópica e vive dentro de estruturas do esporófito, dependendo dele.
No pinheiro-bravo, os estróbilos (pinhas) produzem esporos por meiose. Os esporos originam gametófitos muito reduzidos: o grão de pólen (gametófito masculino) e o gametófito feminino, que se desenvolve no óvulo. Depois da fecundação, o zigoto origina um embrião, que fica protegido na semente.
Nas angiospérmicas, como o sobreiro, o ciclo é análogo, mas os esporos formam-se na flor e a semente fica protegida num fruto (a bolota, no sobreiro).
A grande vantagem desta dominância do esporófito diploide é a adaptação à vida fora de água: a fase haploide, frágil e dependente de água para a fecundação, fica reduzida e protegida dentro da planta. A semente protege o embrião, o que permitiu a conquista do meio terrestre. A diploidia confere ainda dois alelos de cada gene, o que atenua o efeito de mutações prejudiciais.
Nas gimnospérmicas, como o pinheiro-bravo, e nas angiospérmicas, como o sobreiro, o indivíduo adulto é diploide (2n) e a fase haploide (n) do ciclo está muito reduzida e…
Nas gimnospérmicas, como o pinheiro-bravo, e nas angiospérmicas, como o sobreiro, o indivíduo adulto é diploide (2n) e a fase haploide (n) do ciclo está muito reduzida e depende dele.
- a) Classifica o ciclo de vida destas plantas. Justifica.
- b) No pinheiro-bravo, os estróbilos (pinhas) produzem, por meiose, esporos que originam estruturas haploides muito reduzidas. Indica o nome dessas estruturas no ciclo das gimnospérmicas e explica por que razão se diz que a geração gametófita está reduzida.
- c) Explica uma vantagem da dominância da geração esporófita na conquista do meio terrestre pelas plantas com semente.
- d) Compara a dominância das gerações nas gimnospérmicas com a dos musgos.