Auto-fertilização: em animais, em plantas e exemplos

A autofertilização é a união de gametas masculinos e femininos do mesmo indivíduo. Ocorre em organismos hermafroditas – seres que combinam funções masculinas e femininas em um único indivíduo, sequencial ou simultaneamente.

Quando a produção de ambos os tipos de gametas se sobrepõe no tempo (pelo menos no tempo), os hermafroditas são simultâneos. Esta modalidade oferece a possibilidade de auto-fertilização.

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A autofertilização ocorre em várias espécies de plantas
Fonte: pixabay.com

Em organismos multicelulares, especialmente em plantas e animais, ser hermafrodita parece ser um fenômeno amplamente distribuído.

A aut fertilização é uma estratégia ideal para ambientes constantes com pouca disponibilidade do parceiro. No entanto, traz algumas consequências negativas, como depressão da pressão arterial.

Nesse fenômeno, a variabilidade genética da população é reduzida, o que diminui sua capacidade de se adaptar às mudanças ambientais, resistência a patógenos ou herbívoros. Esses aspectos parecem ser importantes para a linhagem de plantas e animais.

Em plantas

Nas plantas, é comum que o mesmo indivíduo seja “o pai e a mãe” de suas sementes. Embora o principal papel das flores seja – provavelmente – o de promover a fertilização cruzada, pode haver aut fertilização nas espécies hermafroditas.

Alguns exemplos de plantas onde esse fenômeno ocorre são ervilhas (o organismo usado por Gregor Mendel para desenvolver as leis básicas da herança, onde o evento de autofertilização foi crucial para o processo) e algumas leguminosas.

No caso das flores de soja, por exemplo, as flores podem ser abertas para permitir a polinização cruzada de insetos ou podem permanecer fechadas e auto-polinizadas.

Em animais

De acordo com Jarne et al. (2006), excluindo insetos, aproximadamente um terço das espécies animais apresenta o fenômeno hermafroditismo. Esse fato facilitou a evolução da autofertilização em inúmeras espécies animais.

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A distribuição das taxas de auto-fertilização é semelhante à das plantas, sugerindo que processos semelhantes operaram em ambas as linhagens em favor da evolução da auto-fertilização.

Para Jarne et al. (2006), o hermafroditismo é raro nas margens de animais maiores, principalmente em artrópodes. É um fenômeno comum em bordas menores, incluindo esponjas do mar, água-viva, minhocas planas, moluscos, xaropes ou ascites e anelídeos do mar .

Esses autores descobriram que o evento de autofertilização ocorre em táxons onde gametas (masculinos e femininos) ocorrem em um único local ou glândula, como ocorre em caracóis pulmonares.

Também pode ocorrer em situações em que os gametas ocorrem em locais diferentes ou quando são expelidos para a água, como ocorre nas espécies marinhas.

Em alguns tremátodos e oligoquetos, a autofertilização ocorre após uma cópula necessária no mesmo indivíduo.

Vantagens da auto-fertilização

Existem algumas vantagens da auto-fertilização a curto prazo. Primeiro, os gametas femininos e masculinos vêm do mesmo indivíduo parental.

Portanto, os organismos se beneficiam de uma transmissão extra de 50% de seus genes – em comparação com apenas a contribuição típica de 50% da reprodução sexual , uma vez que os 50% restantes correspondem à fornecida pelo parceiro sexual.

A aut fertilização também pode ser favorecida quando a região que habita as espécies em questão é caracterizada por pequenas quantidades de parceiros em potencial ou, no caso de plantas, em áreas onde há pouca disponibilidade de polinizadores.

Além disso, em espécies vegetais, a autofertilização levaria a economia de energia, pois as flores dessas plantas podem ser pequenas (elas não precisam mais ser grandes e visíveis para atrair polinizadores) com uma quantidade limitada de pólen.

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Assim, a aut fertilização garante a reprodução e aumenta a colonização da área. A hipótese ecológica mais aceita para explicar a evolução da autofertilização está relacionada à garantia da reprodução.

Desvantagens da auto-fertilização

A principal desvantagem da aut fertilização é considerada depressão por consanguinidade. Esse fenômeno implica a redução da aptidão ou atitude biológica da linha sanguínea em relação à linha cruzada.

Por esse motivo, existem espécies que, embora sejam hermafroditas, possuem mecanismos para impedir a autofertilização. Os principais mecanismos serão discutidos na próxima seção.

A visão atual da evolução da auto-fertilização envolve forças ecológicas e evolutivas. Do ponto de vista de Fisher, é assumida uma interação entre as vantagens óbvias da aut fertilização e a depressão por consangüinidade.

Este modelo prevê a formação de autofertilização ou cruzamentos puros, como resultado de uma seleção disruptiva (quando os extremos de um personagem são favorecidos), o que não favorece o aumento da frequência de variantes intermediárias.

Dessa forma, os modelos propõem a evolução desse sistema como a interação de seus benefícios contra as desvantagens.

Os modelos ecológicos, entretanto, propõem taxas intermediárias de auto-fertilização.

Mecanismos que impedem a aut fertilização nas plantas

É sabido que a reprodução sexual oferece imensas vantagens. O sexo aumenta a diversidade genética dos descendentes, o que se traduz em uma maior probabilidade de que os sucessores possam enfrentar maiores desafios, como mudanças ambientais, organismos patogênicos, entre outros.

Por outro lado, a aut fertilização ocorre em certas plantas e animais. Sugere-se que esse processo garanta que o novo indivíduo se desenvolva plenamente, sendo também uma estratégia viável – embora dependa das espécies e das condições ambientais.

Verificou-se que em várias angiospermas existem mecanismos que impedem a auto-fertilização em organismos hermafroditas, complicando de várias maneiras que a flor pode se fertilizar.

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Essas barreiras aumentam a variedade genética da população, pois buscam garantir que os gametas feminino e masculino sejam de diferentes pais.

Plantas com flores com estames e carpelos funcionais impedem a aut fertilização com a discrepância do tempo de maturação das estruturas. Outra modalidade é um arranjo estrutural que impede a transferência de pólen.

O mecanismo mais comum é a auto-incompatibilidade. Nesse caso, as plantas tendem a rejeitar seu próprio pólen.

Referências

  1. Jarne, P. & Auld, JR (2006). Os animais também se confundem: a distribuição da autofertilização entre os animais hermafroditos.Evolução , 60 (9), 1816-1824.
  2. Jiménez-Durán, K. & Cruz-García, F. (2011). Incompatibilidade sexual, um mecanismo genético que impede a aut fertilização e contribui para a diversidade de plantas.Revista mexicana de fitotecnia , 34 (1), 1-9.
  3. Lande, R. & Schemske, DW (1985). A evolução da auto-fertilização e depressão por endogamia em plantas. I. Modelos genéticos.Evolução , 39 (1), 24-40.
  4. Schärer, L., Janicke, T. e Ramm, SA (2015). Conflito sexual em hermafroditas.Perspectivas de Cold Spring Harbor em biologia , 7 (1), a017673.
  5. Os dados foram analisados ​​por meio de questionários, entrevistas, entrevistas e entrevistas. O genoma de Capsella rubéola e as consequências genômicas da rápida evolução do sistema de acasalamento.Nature genetics , 45 (7), 831.
  6. Wright, SI, Kalisz, S. e Slotte, T. (2013). Consequências evolutivas da auto-fertilização em plantas.Procedimentos Biological Sciences , 280 (1760), 20130133.

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