2o ano - aula 10 - MEIOSE

Enquanto a mitose mantém o número de cromossomos nas células-filhas, a principal característica da meiose é a redução pela metade do número de cromossomos da célula-mãe. Assim, a partir de uma célula diplóide formam-se quatro células haplóides.

A redução dos cromossomos é importante para reestabelecer o número diplóide da espécie após a fusão dos gametas masculino e feminino durante a fecundação. Nos animais, a meiose que ocorre somente para formar os gametas. Na maioria dos vegetais, a meiose dá origem a esporos haplóides, também relacionados à reprodução.

Durante a meiose, ocorre apenas uma única duplicação cromossômica e duas divisões celulares. É isso que faz com que o número de cromossomos fique reduzido pela metade. Das duas divisões, a primeira (meiose I) é reducional, isto é, o número de cromossomos em cada célula resultante é a metade do número de cromossomos da célula que se dividiu; cada cromossomo porém encontra-se duplicado (formado por duas cromátides-irmãs). A segunda divisão (meiose II) é chamada equacional e é semelhante a uma mitose comum, ou seja, o número de cromossomos das células-filhas é igual ao da célua original.

Para facilitar o estudo, tanto a meiose I quanto a meiose II podem ser divididas nas mesmas fases em que costumam dividir a mitose. Para identificá-las acrescenta-se I ou II ao nome de cada fase, conforme se esteja estudando a meiose I ou a II.

O esquema a seguir é uma simplificação da meiose, que o ajudará a entender o processo.

REVELAÇÕES SOBRE AS MARGARIDAS

As férias estão acabando e a primeira aula que farei com o terceirão será sobre as angiospermas, aquele grupo de vegetais que possuem flores, frutos e sementes.

Quando pedimos para alguém nos falar o nome de uma flor, a primeira que geralmente nos vem à cabeça é uma margarida, aquela com "miolinho" amarelo e lindas "pétalas" brancas! Aposto que a maioria das pessoas não sabem que a margarida, não é uma só flor, mas uma inflorescência, ou seja, a reunião de muitas flores e suas "pétalas" não são pétalas e sim um conjunto de folhas modificadas denominadas brácteas? Examinando a pseudo flor da margarida com uma lupa, veremos que há ali reunidas dois tipos de flores: umas formam o miolo amarelo, enquanto as outras formam a borda esbranquiçada. Elas não crescem assim juntas apenas para que possamos admirar sua união. Essas flores têm funções biológicas importantes quando unidas, como a de produzir néctar, atrair polinizadores, além de gerar e receber pólen. Muitas começam a desabrochar das extremidades em direção ao centro, assim, enquanto as flores da periferia estão na fase feminina – durante a qual são capazes de receber pólen –, as flores mais centrais estão na fase masculina – na qual liberam seu próprio pólen.
E agora que você já sabe dessa novidade sobre as margaridas, deixe sua opinião sobre a nova descoberta!

1o ano - aula 10 - O CRESCIMENTO DA POPULAÇÃO HUMANA

As populações humanas têm crescido num ritmo incrivelmente acelerado nas últimas centenas de anos.

Havia no planeta, 25 mil anos atrás, cerca de 3 milhões de pessoas. Hoje, são cerca de 6,5 bilhões, e estima-se que a população mundial chege a 10 bilhões de pessoas antes do ano de 2050. Que fatores desencadearam essa explosão populacional?

Há 10 mil anos, o modo de vida do ser humano começou a mudar drasticamente. De caçador-coletor que havia sido até então, ele se transformou em agricultor, e começou a explorar a terra de forma sistemática. Estima-se que a população humana, nessa época, era de pouco mais de 5 milhões de pessoas. No entanto, nos 5 mil anos seguintes - mais ou menos no ano 3000 a.C. - ela pulou para 100 milhões de pessoas. A maior disponibilidade de alimento certamente influiu nas taxas de natalidade, e deve ter sido responsável por esse aumento. Do ano 3000 a.C. até o ano 1650 d.C. a taxa de crescimento diminuiu. A partir daí, no entanto, vários fatores contribuíram para o aumento dessa taxa: novas tecnologias, o desenvolvimento da ciência e a Revolução Industrial mudaram profundamente as relações entre o ser humano e seu ambiente.

O gráfico acima mostra de forma um pouco mais detalhada o que ocorreu nos últimos 2 mil anos. Observe o baixíssimo crescimento populacional, desde os primeiros anos de nossa era até 1650. A mortalidade provavelmente era muito grande, em razão de doenças causadas pelas grandes aglomerações de pessoas. Repare no grande crescimento a partir do século XVIII, relacionado às profundas mudanças no estilo de vida das pessoas. As várias revoluções - da indústria, dos transportes, da medicina e da agricultura - contribuíram para essa explosão populacional.

Em setembro de 1999, chegamos a 6 bilhões de pessoas. Na virada do século, havíamos alcançado 6,1 bilhões, e acredita-se que até 2010 a população do planeta seja de 7 bilhões de pessoas.

Cesar e Sezar, Biologia, 3o volume, pág. 434-435 (adaptado).

3o ano - aula 9 - GIMNOSPERMAS

As gimnospermas são plantas vasculares, com espécies que podem atingir grande porte. Pinheiros, sequóias e ciprestes são exemplos de plantas desse grupo.

São plantas terrestres que vivem preferencialmente em climas frio ou temperado. São dotadas de raízes, caules, folhas e produzem sementes, mas não produzem frutos e por isso suas sementes não ficam protegidas e sim expostas. Daí o significado do nome gimnosperma (gimno = nu + sperma = semente) sementes nuas.

As gimnospermas produzem estróbilos que são ramos modificados com estruturas relacionadas à reprodução sexuada. Estes podem ser masculinos ou femininos. Em algumas espécies, como o pinheiro europeu (Pinus), ocorrem os dois tipos no mesmo indivíduo, enquanto em outras, como o pinheiro-do-paraná (Araucaria), os estróbilos são formados em um indivíduo e os masculinos em outro.

Nos estróbilos masculinos são formados os grãos de pólen, e no feminino são formados os óvulos. Os grãos de pólen são transportados pelo vento até o óvulo. Este grão de pólen abriga o gametófito masculino imaturo, que formará os gametas masculinos. Ao chegar no óvulo, o grão de pólen germina e forma o tubo polínico, que corresponde ao gametófito masculino maduro, que leva o gameta masculino até o feminino no interior do óvulo.

Após a fecundação surge o zigoto que dá origem ao embrião, e o óvulo transforma-se em semente. A sementes da araucária é conhecida com o nome de pinhão, e o estróbilo feminino é conhecido como pinha.

O SEGREDO DE UMA BOA EDUCAÇÃO

2o ano - aula 9 - OS EXPERIMENTOS DE MENDEL (1a LEI DE MENDEL)

Mendel realizou uma série de cruzamentos entre plantas de ervilha (Pisum sativum) e analisou matematicamente os resultados obtidos, a partir dos quais deduziu muitos conceitos da genética moderna.

A ervilha é uma das plantas mais adequadas a este tipo de experimento, pois além de ser de fácil cultivo, de rápido crescimento e reprodução, possuem flores hermafroditas, o que permite a autofecundação e o desenvolvimento de linhagens puras, isto é, plantas com determinadas características que, por autofecundação somente geram descendentes com as mesmas características.

Mendel trabalhava com uma característica por vez. Somente quando compreendia o mecanismo de trasmissão de certa característica é que começava a estudar outra, verificando assim que as regras valiam para todas as características estudadas.

Cada característica estudadas por Mendel, apresentava duas variedades distintas, como segue:

• Textura da semente: lisa ou rugosa,
• Cor da semente: amarela ou verde,
• Cor da flor: púrpura ou branca,
• Forma da vagem: lisa ou ondulada,
• Cor da vagem: verde ou amarela,
• Posição da flor: ao longo dos ramos ou terminal,
• Altura da planta: alta (160cm) ou baixa (40cm).

Em seus experimentos, Mendel efetuava o cruzamento entre plantas de linhagem pura que diferiam apenas em uma característica, como cor da semente. Chamou de híbridos os descendentes desses cruzamentos.

A geração inicial, constituída por indivíduos puros e características distintas (sementes amarelas e sementes verdes, por exemplo), chamou de geração parental (geração P). Os descendentes desse primeiro cruzamento foram chamados de primeira geração filial (geração F1). Após a autofecundação da geração F1, surgiu, a segunda geração filial (geração F2).

Cruzando plantas puras de ervilhas que produziam sementes amarelas com plantas puras que produziam sementes verdes, Mendel obteve em F1 100% de plantas que produziam sementes amarelas, ou seja a variedade produtora de sementes verdes não apareceu em F1. Analisando os descendentes da geração F2, Mendel constatou que cerca de 75% das sementes eram amarelas e 25% verdes; uma proporção de 3 sementes amarelas para 1 verde (3 : 1).

Mendel chamou de variedade dominante a que se manifestava na geração F1 e recessiva aquela que permanecia oculta em F1 e só reaparecia em F2.

Nas sete características estudadas, as proporções obtidas na geração F2 foram aproximadamente de três dominantes para uma recessiva.

Para explicar esse resultado, Mendel propôs que cada caráter dependeria da ação de um par de fatores ou partículas, hoje conhecidos como genes. Esses fatores existiriam naturalmente nas células dos organismos e seriam transmitidos aos descendentes por meio dos gametas. Durante a formação dos gametas haveria a separação desses fatores, de modo que cada gameta receberia apenas um fator de cada par.

Vamos considerar que o par de fatores para a variedade produtora de sementes amarelas seja representado pelas letras VV e para a variedade produtora de sementes verdes, pelas letras vv. Na formação dos gametas, esses fatores se separam, indo apenas um fator para cada par. Assim, a variedade VV produz gametas com apenas um fator V e a variedade vv produz gametas com apenas um fator v. Da união entre um gameta V e um gameta v surge uma planta híbrida da geração F1 que possui um fator V e um fator v (Vv), que apesar de possuir os dois tipos de fatores manifesta apenas o fator V, produzindo apenas sementes amarelas, pois o fator V é dominante em relação ao fator v.

As plantas híbridas da geração F1 produzem dois tipos de gametas (V e v) em proporções iguais. Na autofecundação de F1, esses gametas se unem ao acaso, podendo ocorrer quatro tipos de encontros gaméticos: VV, Vv, vV e vv. Desse modo a proporção esperada em F2 será 3/4 de plantas produtoras de sementes amarelas e 1/4 de plantas produtoras de sementes verdes. Para melhor entendimento veja o esquema abaixo:

Veja no quadro abaixo os resultados obtidos por Mendel em seus experimentos:

QUEM FOI GREGOR MENDEL?

Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Gregor Johann Mendel (Heizendorf, 20 de Julho de 1822 — Brno, 6 de Janeiro de 1884) foi um monge agostiniano, botânico e meteorologista austríaco.
Nasceu na região de Troppau, na Silésia, que então pertencia à Áustria, e viria a ser batizado a 22 de Julho, que muitas vezes se confunde com a sua data de nascimento, vindo de uma família de humildes camponeses. Na sua infância revelou-se muito inteligente; em casa costumava observar e estudar as plantas. Sendo um brilhante estudante a sua família encorajou-o a seguir estudos superiores, e mais tarde aos 21 anos a entrar num mosteiro da Ordem de Santo Agostinho em 1843 (atual mosteiro de Brno, República Checa) pois não tinham dinheiro para suportar o custo dos estudos. Obedecendo ao costume ao tornar-se monge, optou um outro nome: "Gregor". Aí Mendel tinha a seu cargo a supervisão dos jardins do mosteiro.
Estudou ainda, durante dois anos, no Instituto de Filosofia de Olmütz (hoje Olomouc, República Checa) e na Universidade de Viena (1851-1853). Desde 1843 a 1854 tornou-se professor de ciências naturais na Escola Superior de Brno, dedicando-se ao estudo do cruzamento de muitas espécies: feijões, chicória, bocas-de-dragão, plantas frutíferas, abelhas, camundongos e principalmente ervilhas cultivadas na horta do mosteiro onde vivia analisando os resultados matematicamente, durante cerca de sete anos. Gregor Mendel, "o pai da genética", como é conhecido, foi inspirado tanto pelos professores como pelos colegas do mosteiro que o pressionaram a estudar a variação do aspecto das plantas. Propôs que a existência de características (tais como a cor) das flores é devido à existência de um par de unidades elementares de hereditariedade, agora conhecidas como genes.

Estátua de Gregor Mendel no convento de Old Brno.

Mas Mendel não só se interessou nas plantas, ele também era meteorologista e estudou as teorias de evolução. Ao longo da sua vida foi membro, diretor e fundador de muitas sociedades locais: diretor do Banco da Morávia, foi fundador da Associação Meteorológica austríaca, membro da Real e Imperial Sociedade da Morávia e Silésia para melhor agricultura, entre outras. Durante a sua vida, Mendel publicou dois grandes trabalhos agora clássicos: "Ensaios com Plantas Híbridas" (Versuche über Planzenhybriden), que não abrangia mais de trinta páginas impressas e "Hierácias obtidas pela fecundação artificial". Em 1865, formula e apresenta em dois encontros da Sociedade de História Natural de Brno as leis da hereditariedade, hoje chamadas Leis de Mendel, que regem a transmissão dos caracteres hereditários. Após 1868, as tarefas administrativas mantiveram-no tão ocupado que ele não pode dar continuidade às suas pesquisas, vivendo o resto da sua vida em relativa obscuridade.
Morreu a 6 de Janeiro de 1884, em Brno, no antigo Império Austro-Húngaro hoje República Checa de uma doença renal crónica; um homem à frente do seu tempo, mas ignorado durante toda a sua vida

MENDEL E AS LEIS DA HEREDITARIEDADE

1o ano - aula 9 - FATORES QUE LIMITAM O TAMANHO DE UMA POPULAÇÃO

Num ecossistema em equilíbrio, o tamanho de uma população permanece mais ou menos constante ao longo do tempo. No entanto, sabe-se que todas as populações apresentam capacidade de aumentar numericamente , desde que as condições ambientais sejam ideais. A tendência de crescimento pela reprodução é compensada pela morte de alguns indivíduos.

A morte dos indivíduos pode se dar por fatores bióticos, como predatismo, parasitismo e competição; ou por fatores abióticos como a disponibilidade de espaço e as condições climáticas do ambiente em que a população se encontra.

Predatismo - A relação entre predador e presa em comunidades estáveis evolui de modo a estabelecer o equilíbrio entre os indivíduos dessa relação. A população de predadores pode determinar a densidade de presas e vice-versa.

Em geral, o elevado número de presas propicia um aumento no número de predadores, que encontram farto alimento no ambiente. Em conseqüência, num segundo momento, o número de presas diminui, o que acarreta uma redução na população de presas, que se eleva, e assim sucessivamente. Dessa maneira, as populações de predadores e de presas não se extinguem nem entram em superpopulação, permanecendo em equilíbrio no ecossistema.

Parasitismo - Os parasitas são via de regra mais específicos que os predadores na obtenção de alimento. Enquanto os predadores podem procurar várias outras fontes de alimento quando uma população de presas é reduzida, os parasitas geralmente se instalam apenas em uma ou em algumas espécies. Esta característica faz com que parasitas sejam bastante usados em programas de controle biológico de pragas.

Competição interespecífica - A disputa por recursos do meio por duas espécies pode determinar o controle da densidade das duas populações que estão interagindo. Duas espécies não podem ocupar o mesmo habitat e o mesmo nicho ecológico ao mesmo tempo sem haver a exclusão de uma delas.

Disponibilidade de alimento e espaço - Constitui um fator que influencia significativamente o desenvolvimento de uma população.

Em experimentos com ratos confinados, constatou-se que a insuficiência de alimentos provocava uma redução na taxa de natalidade, com a conseqüente estabilização do crescimento populacional. Em situação de espaço limitado e alimentação abundante, a taxa de natalidade manteve-se inalterada ou cresceu, provocando superpopulação e a conseqüente redução de alimentos. Logo depois aumentou a taxa de mortalidade, especialmente entre os filhotes. Isso se deveu não só à negligência das fêmeas em relação à prole, mas também ao surgimento do canibalismo, com os mais velhos devorando os mais novos.

Bibliografia:

Paulino, Wilson Roberto. Biologia vol. 3. Editora Ática.

César e Sezar, Biologia - vol. 3. Editora Saraiva.

Lopes, Sonia e Rosso Sergio, Biologia - volume único, Editora Saraiva.