LA REPRODUCCIÓ DELS ORGANISMES - xtec.cat REPRODUCCIO.pdf · (vegetativa o agàmica) i...

10
LA REPRODUCCIÓ DELS ORGANISMES La durada de la vida d’un organismo és finita i la supervivència de qualsevol espècie depèn de la seva capacitat per compensar la mortalitat de l’individu amb la producció de nous éssers. Els organismes presenten dos tipus bàsics de reproducció: reproducció asexual (vegetativa o agàmica) i reproducció sexual (generativa o gàmica). Els éssers que alternen ambdós tipus de reproducció presenten l’anomenada reproducció alternant . Cal remarcar que la reproducció sexual és la més comú entre els éssers vius. La major part d’organismes que presenten reproducció asexual no prescindeixen de la reproducció sexual. 1 REPRODUCCIÓ ASEXUAL En la reproducció asexual es formen nous individus sense que tingui lloc un intercanvi de material genètic entre els diferents individus. És un procés simple, ràpid i directe en el que s’obté un elevat nombre de descendents, factor que afavoreix l’aparició de mutacions. En la reproducció asexual tan sols intervenen processos mitòtics. Els nous individus són genèticament idèntics al progenitor i sorgeixen a partir d’un fragment d’aquest. Es poden distingir 5 tipus de reproducció asexual: gemmació, escissió, fragmentació, esporulació i poliembrionia. Omple el quadre següent. Busca la informació a la pàgina 104 del llibre. Nom Definició Tipus Exemples i dibuix Gemmació Escissió Fragmentació Esporulació Poliembrionia

Transcript of LA REPRODUCCIÓ DELS ORGANISMES - xtec.cat REPRODUCCIO.pdf · (vegetativa o agàmica) i...

LA REPRODUCCIÓ DELS ORGANISMES

La durada de la vida d’un organismo és finita i la supervivència de qualsevol espècie depèn de la seva capacitat per compensar la mortalitat de l’individu amb la producció de nous éssers. Els organismes presenten dos tipus bàsics de reproducció: reproducció asexual (vegetativa o agàmica) i reproducció sexual (generativa o gàmica). Els éssers que alternen ambdós tipus de reproducció presenten l’anomenada reproducció alternant. Cal remarcar que la reproducció sexual és la més comú entre els éssers vius. La major part d’organismes que presenten reproducció asexual no prescindeixen de la reproducció sexual.

1­ REPRODUCCIÓ ASEXUAL

En la reproducció asexual es formen nous individus sense que tingui lloc un intercanvi de material genètic entre els diferents individus. És un procés simple, ràpid i directe en el que s’obté un elevat nombre de descendents, factor que afavoreix l’aparició de mutacions. En la reproducció asexual tan sols intervenen processos mitòtics. Els nous individus són genèticament idèntics al progenitor i sorgeixen a partir d’un fragment d’aquest. Es poden distingir 5 tipus de reproducció asexual: gemmació, escissió, fragmentació, esporulació i poliembrionia. Omple el quadre següent. Busca la informació a la pàgina 104 del llibre.

Nom Definició Tipus Exemples i dibuix

Gemmació

Escissió

Fragmentació

Esporulació

Poliembrionia

2­ LA REPRODUCCIÓ SEXUAL I SEXE

La reproducció sexual requereix la interacció del material genètic de dos individus. Es realitza per la unió de dues cèl∙lules especialitzades anomenades gàmetes, procedents de dos progenitors diferents, que s’uneixen per formar un zigot que es desenvoluparà fins formar un nou individu. Es barregen dos genomes diferents, per tal d’originar individus genèticament diferent entre ells i diferents als progenitors.

La reproducció sexual presenta alguns inconvenients:

­ Els gàmetes s’han de produir en grans quantitats per tal d’augmentar les probabilitats de trobada.

­ Cal que almenys un dels gàmetes es pugui desplaçar, amb la despesa energètica que això implica.

­ Cal que els gàmetes tinguin un medi aquós que permeti el seu desplaçament i trobada.

Aquestes limitacions queden contrarestades per les grans avantatges que ofereix la reproducció sexual:

­ Ja que la descendència es forma per combinació al atzar dels gens paterns, apareixen nous genomes que abans no existien. Aquesta variabilitat es la que permet que les espècies s’adaptin a les noves condicions ambientals. Uns individus tindran més probabilitats de sobreviure que uns altres.

­ El sexe permet que una mutació beneficiosa es difongui ràpidament a traves d’una població gran.

­ El sexe manté la diploidia dels organismes. D’aquesta forma s’afavoreix l’evolució dels nous gens que apareixen per mutació.

La reproducció sexual està present en la major part d’animals i plantes, fins i tot es troba en organismes procariotes i eucariotes unicel∙lulars. En la majoria d’espècies existeixen dos tipus d’individus que produeixen gàmetes diferents, la qual cosa determina el seu sexe. En els animals el sexe masculí () produeix espermatozoides i el sexe femení (), òvuls. En els vegetals, els gàmetes masculins s’anomenen anterozoides i els femenins, oosferes. Els gàmetes es produeixen en uns òrgans especials anomenats en els animals gònades (gònades masculines o testicles i gònada femenina o ovaris), i en els vegetals gametangis (gametangis masculins o anteridis i gametangis femenins o arquegonis).

En el regne animal, quan els dos sexes estan separats els individus s’anomenen unisexuats i si presenten els dos sexes, hermafrodites. En els vegetals dioics hi ha plantes masculines i plantes femenines, mentre que en els vegetals monoics, les plantes produeixen els dos tipus de gàmetes.

Els animals unisexuats presenten dimorfisme sexual si el mascle i la femella són morfològicament diferents: gall­gallina, home­dona. Es diu que hi ha polimorfisme sexual si existeixen diferents castes morfològica i fisiològicament diferents, com es el cas de les formigues, termites i abelles.

La reproducció sexual es pot realitzar sense l’existència de gàmetes (conjugació i singamia) encara que normalmet no es així (isogamia i anisogamia).

2.1 CONJUGACIÖ

En la conjugació, dos organismes es reuneixen total o parcialment per tal d’intercanviar material genètic. En els bacteris no es produeix la fusió nuclear, sinó que es forma un pont de conjugació a través del qual passa lentament un dels cromosomes. En alguns protozous la conjugació és un procés complicat precedit per la meiosi del micronucli. En els fongs i algues pluricel∙lulars la conjugació té lloc entre cèl∙lules d’hifes o filaments haploides. En primer lloc es formen dos tubs de conjugació, desprès els dos nuclis de les cèl∙lules emigren cap el tub i es fusionen a mig camí, originant un zigot diploide. El zigot fa la meiosi originant de nou una hifa o un filament haploide.

Veure els dibuixos 10 i 11 de la pèagina 107

2.2 SINGAMIA

En la singamia dos organismes unicel∙lulars haploides, es fusionen com si fosin gàmetes. Es forme un zigot diploide que fa la meiosi originan 4 descendents haploides.

2.3 ISOGAMIA

La isogamia es caracteritza per l’existència de gàmetes masculins i femenins del mateix tamany i forma, anomenats isogàmetes. Es comporten de manera diferent segons el sexe, i es representen per + (femení, inmòvil) i – (masculí, mòvil). Els gàmetes s’atrauen químicament, es fusionen i formen un zigot. Es dona en algues i fongs inferiors.

2.4 ANISOGAMIA

L’anisogamia o heterogamia es caracteritza per l’existència de gàmetes masculins i femenins de diferent tamany i forma, anomenats anisogàmentes o heterogàmetes. El gàmeta femení (macrogàmeta) denominat òvul en els animals i oosfera en els vegetals, és gran i fixe. El gàmeta femení (microgàmeta), denominat espermatozoide en els animals i anterozoide en els vegetals, és petit i mòvil.

3­ MEIOSI I GAMETOGÈNESI

Com em dit, els gàmetes es formen en els òrgans sexuals, anomenats gònades (testicles i ovaris) en els animals i gametangis (anteridis i arquegonis) en els vegetals, mitjançant un procés anomenat gametogènesi, en el que a partir d’una cèl∙lula mare diploide es formen cèl∙lules haploides per meiosi. No totes les cèl∙lules d’un organisme pluricel∙lular poden formar gàmetes. Les cèl∙lules somàtiques són les cèl∙lules sense capacitat sexual. Les cèl∙lules sexuals o germinals són les cèl∙lules amb capacitat de reproducció sexual.

3.1 MEIOSI

L’any 1883 es va trobar que els gàmetes del cuc Parascaris equorum tenen 2 cromosomes, mentre que el zigot en té 4. Per tant, deu existir un tipus especial de divisió cel∙lular que permeti la formació de cèl∙lules (gàmetes) amb la meitat del nombre de cromosomes de l’espècie. Per exemple, les cèl∙lules somàtiques humanes contenen 46 cromosomes, per tant, cadascún dels gàmetes que s’uneixen per formar el zigot deuen tenir 23 cromosomes. La meiosi és un tipus de divisió cel∙lular que permet formar cèl∙lules sexuals haploides a partir de cèl∙lules diploides. Es produeixen dues divisions (mitosis) seguides sense que l’ADN es dupliqui entre cadascuna. El resultat es que una cèl∙lula diploide (amb 2n cromosomes) dona lloc a 4 cèl∙lules haploides (amb n cromosomes).

Les fases més importants de la meiosi són les següents.

­ Profase de la primera divisió cel∙lular. Els cromosomes homòlegs (cromosomes amb la mateixa forma i tamany, que contenen informació per un mateix caracter, un procedent del pare i l’altre de la mare) es presenten íntimament aparellats, de tal manera que es forma una estructura amb 4 cromàtides, anomenada tètrada. En aquesta fase es produeix un intercanvi de fragments de DNA entre les cromàtides dels cromosomes homòlegs. Per tant, durant la meiosi, es produeix una reducció del nombre de cromosomes i una recombinació del material genètic.

­ Metafase. Les tètrades es coloque en el pla central del fus acromàtic, doblegades en forma de V, amb el centròmer cap endins i els braços cap enfora. Cada centròmer resta unit a una de les fibres del fus acromàtic.

­ Anafase. L’escurçament de les fibres del fus acromàtic provoquen la divisió longitudinal de les tètrades, de manera que els cromosomes homòlegs es mouen cap els pols de la cèl∙lula i resten duplicats, amb dos cromàtides cadascún.

­ Telofase. Es produeix la separació de les dues cèl∙lules filles , que ja són haploides, encara que els cromosomes tinguin dues cromàtides. Els cromosomes no es desespiralitzen, ja que començarà una segona divisió cel∙lular que no va precedida d’una duplicació de l’ADN.

­ Segona anafase. Es separen les dues cromàtides d’un mateix cromosoma. ­ Segona telofase. En acabar, s’obtenen 4 cèl∙lules filles de la primera cèl∙lula

mare, totes amb la meitat de cromosomes, però no una meitat qualsevol, sinó precisament una sèrie haploide.

• Diferències entre Mitosi i Meiosi:

MITOSI MEIOSI 1 divisió per separar cromàtides 2 divisions per separar cromosomes

homòlegs i cromàtides

Cèl∙lules filles amb la mateixa Cèl∙lules filles amb diferent dotació dotació genètica genètica (intercanvi de material genètic)

1 cèl. 2n forma 2 cèl. 2n 1 cèl. 2n forma 4 cèl. n

Es dona a les cèl. somàtiques, les Es dona a les cèl. sexuals, les quals no quals es poden tornar a dividir es poden tornar a dividir.

2n 2n

2n n

n

3. 2­ GAMETOGÈNESI

És el procés de formació dels gàmetes. 1. Espermatogènesi: formació dels espermatozoides. 2. Ovogènesi: formació dels òvuls.

• Es divideix en 4 fases: 3. Fase de proliferació: les cèl∙lules germinals es multipliquen per mitosi formant

les gametogònies (2n). 4. Fase de creixement: les espermatogonies i les oogònies augmenten de tamany

donant lloc a espermatòcits i oòcits primaris. 5. Meiosi: cada espermatòcit primari (2n) dona lloc a 4 espermàtides (n), en canvi,

cada oòcit primari (2n) dona lloc a 1 ovàtida (n) i 2 corpuscles polars (n) que degeneren.

6. Maduració: les espermàtides es converteixen en espermatozoides i les ovàtides en òvuls.

3.2.1. Estructura de l’espermatozoide i de l’òvul

• Espermatozoide. 7. Cap: amb nucli i acrosoma (per a perforar les membranes de l’òvul). 8. Part intermitja: amb centríol d’on surt un filament axial fins al final de la cua, i

amb mitocondris (per a subministrar energia). 9. Cua: amb el filament axial envoltat d’una beina protectora.

• Òvul. 10. Nucli (=vesícula germinativa) amb nuclèol (=taca germinativa), desplaçat al pol

animal. 11. Citoplasma: conté el vitel∙lus (amb substàncies nutritives per l’embrió). 12. Embolcalls: m. plasmàtica, m. vitel∙lina, capa pel∙lúcida i corona radiada.

3.2.2. Fecundació

És el procés de fusió dels gàmetes per a formar el zigot. ­ Externa: en el medi extern (aquàtic) ­ Interna: dins l’aparell reproductor femení directe (amb copulació)

Indirecta (mitjançant espermatòfors) • Fases:

1. L’acrosoma perfora les membranes de l’òvul mitjançant l’enzim hialuronidasa. 2. Penetra el cap i el centríol (en alguns casos també la cua). 3. L’òvul forma la membrana de fecundació per a evitar la penetració d’altres

espermatozoides. 4. Els pronuclis masculí i femení es fisionen (cariogàmia) formant el zigot.

4­ ELS CICLES BIOLÒGICS

Segons el moment què es produeix la meiosi, es diferencien tres tipus de cicles biològics:

­ Cicle haploide: és el cicle propi de les espècies que només tenen individus adults haploides, i en el qual només el zigot és diploide. La meiosi del zigot (meiosi zigòtica) genera cèl∙lules haploides. Llavors es produeix la mitosi dels adults haploides i en resulten gàmetes haploides. Aquest cicle és propi d’algunes algue i fongs.

Dibuixa elcicle haploide de de l’alga Chlamydomonas representat a la pàgina 95. Dibuixa en vermell les fases diploides i en blau les fases haploides.

­ Cicle diploide: es produeix en espècies que tenen tots els adults diploides i en els quals la meiosi té lloc durant la gametogànesi (meiosi gametogènica), que genera gàmetes haploides. Despres de la fecundació, els gàmetes haploides originen un zigot diploide que dóna lloc a l’adult. Gairebé tots els animals, molts protozous i algunes algues i fongs segueixen aquest cicle.

Dibuixa el cicle diploide deDdrosophila melanogaster de la pàgina 96. Les fases diploides en vermell i les haploides en blau.

­ Cicle diplohaploide. És propi de les espècies que presenten alternança de generacions, és a dir, dos tipus d’individus adults, uns diploides dels quals surgeixen uns altres haploides, i a l’inrevés. En aquestes espècies la meiosi té loc durant l’esporogènesi (meiosi esporogènica).

El cicle vital de les falgueres constitueix un exemple excel∙lent de reproducció alternant, perquè esporòfit i gametòfit són plantes ben diferents.

En les falgueres es presenten dues generacions independents. El gametòfit és petit (2­3 mm) i l’esporòfit pot tenir fins a 25 m d’alçada i és diploide (2n). Al revers de les seves fulles té uns botons o sorus formats per unes bosetes plenes d’espores anomenades esporangis. Les espores s’han format per un procés de meiosi i són haploides (n). En Obrir­se els esporangis les espores cauen i germinen donant lloc a un gametòfit (n) anomenat protal∙lus en la base del qual es desenvolupen els gametangis (anteridis i arquegonis) que formen els gàmetes (anterozoides i oosferes). Desprès de la fecundació es formarà un zigot (2n) que, en desenvolupar­se originarà un esporòfit(2n).

En els briòfits (les molses), plantes més senzilles i primitives que les falgueres, també trobem un cicle de reproducció alternant; però, en aquest cas, l’esporòfit es desenvolupa damunt el gametòfit com si fos un paràsit seu.