quarta-feira, 27 de outubro de 2010

Abelhas, partenogénese e reprodução sexuada

O habitat das abelhas Apis mellifera é bastante diversificado e inclui savana, florestas tropicais, deserto, regiões litorais e montanhosas. Essa grande variedade de clima e vegetação acabou por originar diversas subespécies ou raças de abelhas, com diferentes características e adap­tadas às diversas condições ambientais, de que são exemplos a Apis mellifera mellifera, Apis mellifera ligustica, Apis mellifera caucasica e Apis mellifera carniça.
A diferenciação dessas raças não é um processo fácil, sendo realizado somente por pessoas especializadas, que podem usar medidas morfológicas ou análise de DNA. A variabilidade genética das abelhas é muito grande.
As abelhas são um dos insectos polinizadores mais importantes, já que visitam muitas flores. Quando pou­sam sobre uma flor, o seu corpo fica coberto de pólen e, ao visitar a flor seguinte, parte do pólen desprende-se, polinizando a planta.
As abelhas são muito importantes para a agricultura. Muitas das plantas que cultivamos, e sobretudo as árvo­res frutíferas (a pereira, a macieira, etc.), dependem dos insectos para sua polinização.
O esquema da figura ilustra algumas das etapas da reprodução em abelhas sociais.


A reter :
O zângão é haplóide, enquanto a operária e a rainha são diplóides.
O zângão é produzido por partenogénese, ou seja, a partir de um ovócito não fecundado.

Questão de aula :

As abelhas vivem em colónias constituídas por indivíduos de três castas: a rainha (2n), os zângões e as operárias (estéreis). Sabendo que as fêmeas férteis de Apis melífera têm 32 cromossomas, que os zângões são originados por partenogénese e que as operárias são originadas por fecundação, indique o número cromossómico dos indivíduos de cada uma das castas. Justifique a sua resposta.

Resposta:
A rainha e as operárias têm 32 cromossomas e os zângões 16 cromossomas. A rainha é a fêmea fértil, por isso, tem 32 cromossomas. O zigoto tem 32 cromossomas, pois é formado pela fecundação do espermatozóide do zângão com o óvulo da rainha, que são células haplóides, por isso, com 16 cromossomas cada, dando origem às operárias ou a uma rainha (fértil). Os óvulos da rainha que não são fecundados originam os zângões por um fenómeno conhecido como partenogénese. Portanto, os zângões possuem apenas 16 cromossomas - são organismos haplóides.

segunda-feira, 25 de outubro de 2010

Dispersão de Sementes

Breve história da evolução das Plantas

A Terra ter-se-á formado há cerca de 4,5 mil milhões de anos. Segundo os registos fósseis mais antigos que se conhecem, os primeiros indícios de vida na Terra remontam ao Pré-Câmbrico, há 3,5 mil milhões de anos. Estes fósseis foram descobertos na Austrália em formações calcárias designadas por estromatólitos.
Comparando os antigos estromatólitos com os que ainda hoje se continuam a formar em alguns locais, os investigadores concluíram que os antigos, tal como os actuais, resultam da actividade de cianobactérias filamentosas. As cianobactérias são um grupo muito antigo de organismos procariotas, assim designados por não terem membrana a individualizar o núcleo nem o material genético organizado em cromossomas. Estes organismos apresentam, tal como todas as plantas, a particularidade de possuírem clorofila a. A clorofila a é um pigmento fotossintético que permite, através da captação de energia solar, fazer a fotossíntese com cisão da molécula de água e libertação de oxigénio.

Com a evolução deste processo, ao longo de milhões de anos, o oxigénio libertado ter-se-á acumulado na superfície terrestre tornando-a uma atmosfera oxigenada. Parte deste oxigénio acumulado foi convertido em ozono, o que criou uma camada protectora dos raios solares, possibilitando o estabelecimento dos organismos à superfície da terra. Perante este "cenário," e de acordo com os registos fósseis, o aumento de oxigénio livre foi acompanhado pelo aparecimento dos primeiros organismos eucariotas.
Estes organismos, cujas células já tinham um núcleo individualizado, cromossomas complexos e compartimentos delimitados por membrana, foram-se adaptando e diversificando à medida que a atmosfera terrestre se foi oxigenando.

Após o aparecimento da vida na Terra, outros acontecimentos tiveram lugar na história da vida das plantas. De entre eles, os mais importantes passos evolutivos terão sido:
• A passagem à vida terrestre
• A evolução dos tecidos condutores
• O aparecimento das primeiras plantas vasculares com semente
• A evolução das plantas com flor

As primeiras plantas terrestres terão surgido no período Silúrico, há 439 milhões de anos atrás, e tiveram a sua expansão entre este período e o Devónico. Os dados hoje existentes, quer a nível morfológico quer molecular, apontam para que os primeiros colonizadores da terra tenham sido algas verdes já extintas pertencentes às Charophyceae, semelhantes aos representantes das ordens Coleochaetales e Charales. .

Estas algas, que apresentam muitas semelhanças com os briófitos e com as plantas vasculares, terão conseguido ultrapassar problemas de obtenção e retenção de água permanecendo coladas às superfícies húmidas e absorvendo a água e nutrientes aí existentes. Tais organismos conseguiam, por simples difusão, captar a água necessária, transportar nutrientes e fazer trocas gasosas. Mas a adaptação chave que reduziu a dependência das plantas de uma fonte de água permanente, foi o desenvolvimento da capacidade de resistir à desidratação. Tal como os briófitos, seus descendentes, elas conseguiam ultrapassar esse problema entrando num estado de latência durante o tempo de seca e ficando activas e totalmente hidratadas só quando existia humidade no meio envolvente.
Para que as plantas pudessem conquistar a terra, tiveram que desenvolver estruturas que lhes permitissem por um lado obter água, por outro reduzir a sua perda. Para além disso, tornou-se necessário criar condições para que a sua reprodução não dependesse da presença de água.
Para ter sucesso na Terra, as plantas tiveram que "inventar" as raízes, que não só ancoram a planta ao solo como absorvem a água necessária à sua manutenção, e os caules, que suportam as folhas, órgãos fotossintéticos por excelência. Por outro lado, tiveram que desenvolver cutículas para evitar a dessecação. Contudo, a cutícula também dificulta as trocas gasosas entre a planta e o meio envolvente. A solução deste problema foi encontrada nos estornas, que abrem e fecham em resposta ao meio ambiente e a sinais fisiológicos facilitando assim as trocas gasosas. Deste modo alguns dos problemas vegetativos estavam resolvidos.
A reprodução também teria que se adaptar às condições de secura visto já não contar com a água como meio de transporte das células reprodutoras, como acontece nas algas.
Esta etapa terá levado milhões de anos a consolidar até a reprodução atingir a total independência da água.
Uma vez adaptadas às condições de vida na Terra, as plantas foram evoluindo. Assim, durante os períodos Devónico e Carbónico, há 408 e 362 milhões de anos, as plantas vasculares sem semente dominavam a Terra. Nestas plantas, raízes, caules e folhas estão interligadas por um complicado e eficiente sistema vascular, que faz o transporte da água e nutrientes, conferindo simultaneamente suporte à planta. A existência de sistema condutor eficiente e a formação de novos tecidos de suporte, não só asseguraram porte erecto como vieram possibilitar o crescimento.
Às pequenas plantas vivendo junto ao solo, vêm juntar-se outras com maior porte e possuindo folhas cada vez mais eficientes na captação da radiação solar e, consequentemente, capazes de produzir mais matéria orgânica mudando assim o aspecto do coberto vegetal.
De entre estas plantas, que se reproduziam por esporos, algumas podem estar na base da formação de plantas com semente.
Após a proliferação dos fetos, que há cerca de 300 milhões de anos atrás dominavam a Terra, surgem no Pérmico, há 290 milhões de anos, as primeiras plantas com semente. Estas plantas, designadas por gimnospérmicas, têm nas sementes uma das mais eficientes adaptações a condições de secura.
O aparecimento da semente é considerado em termos evolutivos uma das maiores revoluções na história da vida das plantas, pois foi um dos principais factores responsáveis pela dominância das plantas com semente na flora actual. A existência de sementes veio permitir mais fácil e rápida expansão e maior resistência a condições adversas. As sementes começaram por ser suportadas por estruturas foliares, como acontecia nos extintos fetos com semente, no entanto, estas estruturas foliares foram sendo reduzidas organizando-se em cones ou estróbilos.
As sementes das gimnospérmicas são nuas contrariamente às das angiospérmicas que são envolvidas por uma estrutura fechada designada carpelo.
A protecção da semente, conseguida através do seu encerramento num ovário, bem como a inter¬dependência com os agentes polinizadores, atraindo-os por via da nutrição, odores e pétalas coloridas, fazem com que gradualmente as angiospérmicas vão dominando a vegetação.
Continua ainda matéria de grande controvérsia quais terão sido as primeiras plantas com flor. Estas aparecem bruscamente nos registos fósseis do princípio do período Cretácico, há 145 milhões de anos. No fim do séc. XX, uma convergência de evidências levou os investigadores à conclusão de que a base filogenética das angiospérmicas não pertence a nenhuma das famílias normalmente citadas como é o caso das Magnoliaceae, mas sim a uma linha que hoje está representada por uma espécie do género Amborella. Este arbusto lenhoso com flores de cor creme, vive na Nova Caledónia. As suas características dão-nos uma boa perspectiva daquilo que poderia ter sido a primeira angiospérmica.
Um outro dado recente foi a descoberta na China do que se pensa ser o primeiro fóssil completo de uma angiospérmica. Trata-se de Archaefructus sinensis, reconhecida como angiospérmica, porque as suas sementes se encontram envolvidas em carpelos.
Todos estes recentes dados que vão surgindo são pequenos passos no aprofundar da compreensão da história complexa que é a evolução das plantas.
É através desta evolução, e em particular da sua relação com as forças de pressão envolvidas na transição para o meio terrestre, que a morfologia externa e anatomia de uma planta pode ser mais facilmente compreendida.

Fonte do Texto : Botânica, A Passagem à vida Terrestre. Lidel