REPRODUÇÃO SEXUADA

 Reprodução Sexuada

A reprodução sexuada consiste na união dos gametas masculino e feminino, formando o zigoto que dará origem a um novo ser.

A reprodução é uma característica dos seres vivos. A partir dela, novos indivíduos são gerados e assegura-se a perpetuação das espécies.

É por meio da reprodução que as informações genéticas são transmitidas entre as gerações.

Cada indivíduo originado herda o material genético de seus progenitores.

Etapas da Reprodução Sexuada

As etapas da reprodução sexuada são as seguintes:

Produção dos gametas

Nos animais, os gametas são formados durante a meiose nas gônadas masculinas e femininas.

Em seres humanos, as gônadas masculinas são os testículos e produzem os espermatozoides. As gônadas femininas são os ovários e produzem os óvulos.

Os gametas são haploides, ou seja, contém metade do número total de cromossomos da espécie (n).

Gametas e Gametogênese

Gametas são as células sexuais de todos os seres vivos. Todos os organismos com reprodução sexuada precisam produzir gametas, tanto plantas como animais.

Existem gametas masculinos que são chamados espermatozoides (animais) ou anterozoides (plantas) e femininos, chamados óvulos (animais) ou oosferas (plantas).

Essas células são responsáveis por carregar as características genéticas que serão transmitidas de uma geração para outra.

Durante o processo reprodutivo, ocorre a fecundação do gameta feminino pelo masculino e será formado o zigoto, que é a primeira célula do embrião.

O Óvulo

Costumamos chamar o gameta feminino de óvulo, mas é bom salientar que ele é um ovócito secundário, uma vez que não completou todas as fases da meiose II. É bom sempre lembrar desse aspecto importante!

Essa célula possui camadas externas à sua membrana plasmática que formam uma barreira à entrada dos espermatozoides. Desse modo, apenas um consegue penetrar. São elas:

Zona Pelúcida

É formada por uma camada de glicoproteínas que são altamente específicas, impedindo que espermatozoides de outras espécies fecundem o óvulo.

Corona Radiata

Mais externamente são encontradas entre 2 e 3 camadas de células foliculares, cuja função nos animais é a de fornecer proteínas vitais à célula. Essa camada está presente durante o processo de ovulação, mas pode desaparecer após a fertilização.

Esquema da estrutura do óvulo e do espermatozoide.

O Espermatozoide

O espermatozoide é a menor célula do corpo humano. Possui uma cabeça e uma cauda.

O espermatozoide humano é o gameta sexual masculino ou a célula reprodutora masculina. Eles são células pequenas, móveis e de formato alongado.

Essas minúsculas e leves estruturas são somente vistas através de microscópios.

Os espermatozoides foram descobertos em meados do século XVII pelo cientista holandês Anton van Leeuwenhoek (1632-1723) ao examinar o conteúdo da sua própria ejaculação. Inicialmente, eles eram denominados de "animais minúsculos".

Qual a função dos espermatozoides?

O espermatozoide é uma célula móvel e diferenciada

Por ser a célula reprodutiva masculina, a função do espermatozoide é auxiliar na reprodução. Além disso, ele carrega as informações genéticas de origem paterna.

Quando o espermatozoide se junta ao óvulo feminino ocorre a fecundação, o que posteriormente gerará uma criança.

A fecundação consiste no encontro do espermatozoide com o óvulo, originando o zigoto e após sucessivas divisões celulares resultará no embrião.

Porém, existem muitas barreiras até o espermatozoide atingir o óvulo, isso porque o interior do corpo feminino impõe dificuldades para a sobrevivência dos espermatozoides.

Estima-se que apenas uma centena consegue chegar ao local de fecundação. Uma vez no corpo feminino, os espermatozoides podem sobreviver por até três dias.

Momento da fecundação

O que é Fecundação? 

Fecundação ou Fertilização é uma das etapas da reprodução sexuada, na qual as células sexuais ou gametas se unem originando o zigoto ou célula-ovo. O zigoto passa por muitas divisões celulares originando um embrião, que se desenvolverá formando um novo ser.

Características da Fecundação

Representação dos gametas humanos masculino (espermatozoide) e feminino (óvulo).

Grande parte dos seres vivos realiza Reprodução sexuada, o que significa que produzem gametas ou células sexuais.

Os gametas femininos dos animais recebem o nome de óvulos e os masculinos são os espermatozoides. Nas plantas, os femininos são oosferas e os masculinos, anterozoides.

Monoicos e Dioicos

Nas espécies de animais e plantas, cujos sexos são separados (possuem órgãos sexuais femininos ou masculinos), os gametas são produzidos por indivíduos diferentes, que são chamados dioicos.

Exemplos: ser humano, cachorro. Nas espécies monoicas, também chamados hermafroditas, os indivíduos possuem tanto órgãos masculinos como femininos, portanto produzem os dois gametas. Exemplo: minhocas.

Os Gametas e a Hereditariedade

Fecundação humana. Um espermatozoide conseguirá fertilizar o óvulo.

As células sexuais carregam informações genéticas, trazem consigo as características que serão passadas de uma geração para outra, através do mecanismo da hereditariedade.

Na época da reprodução, quando as células sexuais estão maduras, elas são liberadas e se fundem formando o zigoto ou célula-ovo, a primeira célula do novo ser. Esse processo é chamado de Fecundação ou Fertilização.

Tipos de Fecundação

Autofecundação

Nas espécies monoicas, em especial nas plantas, os gametas masculinos podem fecundar os femininos do mesmo indivíduo. Nesse caso não há troca de gametas entre indivíduos diferentes, ocorre a chamada autofecundação.

Esquema de uma flor hermafrodita, mostrando os órgãos femininos (estilete e estigma) e masculinos (estame) na mesma flor.

As plantas possuem alguns mecanismos bioquímicos para evitar a autofecundação e permitir a união dos caracteres de organismos diferentes.

Algumas criam barreiras entre os órgãos masculinos e femininos, por exemplo, esses órgãos amadurecem em épocas diferentes.

Fecundação Cruzada

Minhocas-da-terra, animais hermafroditas ou monoicos, durante a cópula. Nesse caso haverá a fecundação cruzada.

Na maioria dos seres vivos, sejam dioicos (com sexos separados) ou monoicos, há troca de gametas entre indivíduos diferentes. Os gametas se encontram e se fundem em um processo chamado fecundação cruzada.

Na fecundação cruzada, as características de indivíduos diferentes se misturam e isso aumenta a variabilidade genética, que é uma vantagem pois torna os descendentes mais fortes. A união dos gametas pode acontecer de duas formas diferentes: pode ser interna ou externa.

Produção dos espermatozoides

A produção dos espermatozoides ocorre através de um processo denominado espermatogênese, realizado nos testículos masculinos. A espermatogênese inicia-se na puberdade e prolonga-se por toda a vida do homem.

Cada testículo é composto pelos túbulos seminíferos, constituído por epitélio seminífero, especializado na produção de espermatozoides. Após isso, os espermatozoides migram e ficam armazenados no epidídimo, onde completam a sua maturação.

Cerca de 50 a 200 milhões de espermatozoides são liberados pelo pênis durante a ejaculação masculina.

Espermatogênese

A espermatogênese é o processo pelo qual se formam os gametas masculinos, os espermatozoides, e que ocorre nos tubos seminíferos dos testículos.

Como os testículos localizam-se fora da cavidade abdominal, na bolsa escrotal, eles possuem temperatura de até 1 °C a menos do que a temperatura corporal. Isso garante a temperatura ideal para a formação dos espermatozoides.

Este processo inicia-se na puberdade e prolonga-se por toda a vida do homem.

Testículos

Anatomia dos testículos

Cada testículo é constituído pelos túbulos seminíferos, em forma de U, finos e enovelados. Eles são formados por epitélio seminífero, tecido especializado na produção de espermatozoides.

Após a produção, os espermatozoides migram e ficam armazenados no epidídimo, onde completam a sua maturação.

Fases da Espermatogênese

A espermatogênese compreende quatro fases sucessivas:

Fases da espermatogênese

1. Fase Proliferativa ou de Multiplicação

O início da espermatogênese ocorre através das espermatogônias, células diploides (2n = 46 pares de cromossomos). Elas se multiplicam por mitose na parede dos túbulos seminíferos e tornam-se abundantes.

As células de Sertoli, localizadas ao redor dos túbulos seminíferos, são responsáveis pela nutrição e pela sustentação das espermatogônias. 

A fase de multiplicação torna-se mais intensa a partir da puberdade e dura toda a vida do homem.

2. Fase de Crescimento

Durante a fase de crescimento as espermatogônias crescem, ou seja, aumentam o volume do seu citoplasma. A partir daí, se dividem por mitose, originando os espermatócitos primários (espermatócitos I).

Os espermatócitos primários são também diploides (2n).

3. Fase de Maturação

Na fase de maturação, os espermatócitos primários sofrem a primeira divisão por meiose, originando 2 células-filhas haploides (n = 23 pares de cromossomos), chamadas espermatócitos secundários (espermatócito II).

Como sofreram meiose, os espermatócitos secundários são haploides, porém, com cromossomos ainda duplicados.

Somente após a segunda divisão meiótica, os dois espermatócitos secundários originam quatro espermátides haploides (n).

4. Espermiogênese

Etapas da espermatogênese

A fase final da espermatogênese consiste na transformação das espermátides em espermatozoides, um processo diferenciado chamado de espermiogênese e dividido em quatro fases:

• Fase Golgi: inicio do desenvolvimento do acrossoma (a partir de grânulos do complexo de Golgi) e da formação da cauda do espermatozoide.
• Fase do Capuz: o acrossoma forma uma capa sobre a porção anterior do núcleo e inicia-se a projeção do flagelo.
• Fase do Acrossoma: acrossoma se redireciona e cobre cerca de 2/3 do núcleo.
• Fase de Maturação: condensação do núcleo e descarte de porções do citoplasma não necessárias. As mitocôndrias se organizam na base do flagelo, garantindo a energia necessária para movimentação do flagelo.

Todo o processo de espermatogênese pode demorar de 64 a 74 dias, divididos da seguinte forma: 16 dias no período de mitoses das espermatogônias; 24 dias na primeira meiose; 8h na segunda meiose, e cerca de 24 dias na espermiogênese.

Espermatozoide

Ao final da espermatogênese, têm-se como produto o espermatozoide, a célula reprodutiva dos homens. Ele diferencia-se por ser uma célula móvel, capaz de se locomover até encontrar um ovócito secundário feminino, o que assegurará a fecundação.

A cauda do espermatozoide é dividida em três partes: peça intermediária, peça principal e peça terminal. Essa estrutura permite a locomoção do gameta sexual masculino até o óvulo.

O espermatozoide apresenta ainda o acrossoma, uma estrutura mais rígida que representa a cabeça do espermatozoide. Ele possui enzimas que facilitam a penetração no óvulo, além de conter o material genético para a transmissão das características hereditárias de origem paterna.

Os testículos produzem cerca de 200 milhões de espermatozoides por dia.

Tipos de espermatozoides

Existem dois tipos de espermatozoides, ou seja, os portadores do cromossomo x (sexo feminino), e os portadores do cromossomo y (sexo masculino).

Sendo assim, se o óvulo for fecundado por um de cromossomo x, o resultado será uma menina. Do contrário, se fecundado por um de cromossomo y, será um menino.

Estrutura do espermatozoide

Detalhes das partes do espermatozoide

O espermatozoide é formado por uma cabeça e cauda. Na cabeça, em formato de ovo achatado, temos o núcleo que abriga o material genético. Essa região é responsável pela transmissão dos caracteres hereditários paternos.

Já a cauda (ou flagelo) é dividida em três partes: peça intermediária, peça principal e peça terminal. Ela facilita a locomoção do gameta sexual masculino até o óvulo.

O acrossoma é uma estrutura mais rígida encontrada na cabeça do espermatozoide que contém enzimas e facilita a penetração dele no óvulo.

Curiosidades

• Os espermatozoides de outras espécies podem apresentar diferente formas e tamanhos em relação aos do ser humano. Alguns deles são mais arredondados, mais compridos, e ainda têm aqueles que não possuem flagelo, por exemplo, os dos nematelmintos.
• Antes da descoberta da fecundação, os cientistas acreditavam que os espermatozoides carregavam seres humanos minúsculos, os quais seriam desenvolvidos no interior do corpo feminino.
• Todo o processo de produção e amadurecimento dos espermatozoides pode durar mais de 60 dias.
  

  Cabeça e Acrossomo

  No topo da cabeça está uma organela chamada acrossoma. Ela contém enzimas digestivas que serão muito importantes para eliminar as células que revestem o óvulo e assim permitir que o espermatozoide consiga penetrar o gameta feminino. Na cabeça está localizado o núcleo celular, onde se localiza o material genético.

  Cauda

  A cauda é um longo flagelo que o ajuda a se deslocar dentro do corpo da mulher. Como qualquer flagelo é composto de microtúbulos.

  A região chamada axonema é onde ocorrem as contrações para movimentar a cauda, o corpo basal é que faz a ligação do flagelo à membrana plasmática que envolve a cabeça.

  Há também mitocôndrias na cauda para produzir a energia necessária ao deslocamento do espermatozoide.

  Formação dos Gametas Humanos

  Os gametas são formados a partir de células especializadas chamadas células germinativas, que passam por várias divisões celulares do tipo mitose que faz com que se multipliquem. O processo de formação dos gametas recebe o nome de gametogênese.

• Nas mulheres as células germinativas são chamadas ovogônias ou oogônias e estão localizadas nos ovários. As mitoses que promovem a sua multiplicação acontecem antes mesmo do nascimento, na vida intra-uterina. O processo de formação das ovogônias recebe o nome de ovulogênese, ovogênese ou ainda oogênese.

• Nos homens, essas células são denominadas espermatogônias e se localizam nos testículos. As mitoses ocorrem ao longo de toda vida, sendo mais frequentes na época da puberdade e menos intensas na velhice. A formação das espermatogônias é chamada de espermatogenese.

  Espermatogênese

  As espermatogônias são células diploides (possuem 46 cromossomos), elas crescem e originam os espermatócitos primários (espermatócitos I) que realizam a primeira divisão da meiose, originando 2 células-filhas haploides (23 cromossomos) chamadas espermatócitos secundários (espermatócito II).

  Cada espermatócito II passa pela segunda divisão meiótica, originando células-filhas semelhantes denominadas espermátides. Cada espermátide se especializa por meio de um processo onde adquirem o flagelo e perdem citoplasma, assim é formado o espermatozoide.

  

• Fases da Espermatogênese e da Ovulogênese.

• Ovulogênese

  As ovogônias (células diploides, onde 2n=46) cessam a multiplicação e crescem originando os ovócitos primários (ovócito I). Cada ovócito primário realiza a primeira divisão meiótica originando 2 células-filhas diferentes, ambas haploides (n=23).

• Uma delas é chamada ovócito secundário (ovócito II) é bem maior pois acumula mais citoplasma e vitelo (que será usado na nutrição do embrião); a outra é denominada corpo polar primário (ou glóbulo polar I) e tem tamanho bem reduzido, uma vez que passou quase todo citoplasma para a célula-irmã. O corpo polar I fica aderido ao ovócito I, mas por não desempenhar nenhuma função acaba por degenerar.

  O ovócito secundário inicia a segunda divisão meiótica, que é interrompida durante a metáfase II. Ocorre a ovulação e é liberado um ovócito secundário, que se for fecundado, dará continuidade às fases restantes da meiose II. Portanto, somente quando há penetração do espermatozoide no ovócito secundário que ele se torna verdadeiramente um óvulo, e origina também o corpo polar secundário.

• Fecundação

• A fecundação consiste na união entre o gameta feminino (n) e masculino (n).

  O zigoto ou célula-ovo é o resultado da união entre os dois gametas, originando uma célula diplóide (2n).

  Com isso, os descendentes apresentam características de cada progenitor. Seu material genético é constituído por metade dos cromossomos de origem materna e a outra metade de origem paterna.

• A fecundação pode ser interna ou externa:

  No caso da fecundação externa, o encontro entre os gametas ocorre no exterior do corpo, ou seja, no ambiente.

  Nesse tipo de fecundação, as fêmeas depositam seus óvulos em ambiente aquático e o macho lança os seus espermatozoides. A união entre os gametas ocorre no ambiente.

  A fecundação externa ocorre em sapos e peixes.

  No caso da fecundação interna, o encontro entre os gametas ocorre dentro do organismo. Os gametas masculinos são colocados no interior do organismo feminino.

  Realizam fecundação interna, os mamíferos, aves e répteis.

  O ser humano realiza reprodução sexuada com fecundação interna.

  Entenda como ocorre a Fecundação Humana.

  Após a fecundação, o zigoto sofre uma série de divisões e diferenciações, de acordo com o organismo, até originar um novo ser.

• Reprodução Sexuada em Plantas

  As plantas podem apresentar reprodução sexuada ou assexuada.

  No caso da reprodução sexuada, os gametas são produzidos nos gametângios.

  Os gametângios masculinos são os estames e os gametângios femininos são os carpelos.

• A reprodução sexuada caracteriza-se pela transferência de grãos de pólen para o sistema reprodutor das plantas, através da polinização.

• Reprodução Assexuada e Sexuada

  Como todos os organismos se reproduzem, existem variados processos de reprodução que estão divididos em dois grupos: reprodução assexuada e reprodução sexuada.

  A principal diferença entre esse dois tipos é o fato de na reprodução assexuada os descendentes são originados de um único progenitor.

  Assim, os descendentes são clones dos progenitores. Com isso, a reprodução assexuada não contribui para a variabilidade genética.

• Variabilidade Genética

• A variabilidade genética refere-se às variações dos genes entre indivíduos de uma população.

  É a variabilidade genética da espécie que determina o seu conjunto de características morfológicas e fisiológicas, o que a torna capaz de responder às mudanças ambientais.

  A variabilidade genética surge através de mutações e recombinações gênicas, sendo a matéria prima sobre a qual a seleção natural atua.

  A fonte primária de toda a variabilidade genética é a mutação. Ela corresponde a qualquer alteração no material genético de um organismo.

  A mutação promove o aparecimento de novos alelos, o que pode alterar a expressão de um determinado fenótipo. Essa situação promove a variabilidade genética e pode favorecer ou prejudicar a adaptação de uma espécie.

  A recombinação gênica refere-se à mistura de genes provenientes de diferentes indivíduos que ocorre durante a reprodução sexuada. A reprodução sexuada é um importante mecanismo que proporciona a variabilidade genética entre os indivíduos de uma população.

  A mutação e a recombinação gênica são responsáveis pela variabilidade genética.

  Qual a importância da variabilidade genética?

  A principal importância da variabilidade genética é que através dela ocorre a evolução e adaptação dos organismos ao ambiente. A variabilidade genética contribui para a persistência evolutiva das espécies. A perda da variabilidade genética dimunui a possibilidade das populações se adaptarem em resposta às mudanças ambientais.

• Variabilidade Genética e Seleção Natural

  A seleção natural é reconhecida como o principal mecanismo de adaptação de indivíduos aos diferentes ambientes. Entretanto, a seleção natural não pode produzir mudança evolutiva sem a variação genética, o que torna os dois processos intimamente relacionados.

  É a seleção natural que seleciona os genótipos mais adaptados a uma determinada condição ecológica e elimina os que não trazem vantagem.

  A seleção natural tende a diminuir a variabilidade genética, pois apenas alguns genótipos serão selecionados. Além disso, também contribui para a permanência de uma determinada característica na população.