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segunda-feira, 2 de abril de 2018

O paradigma da reprodução assexuada em vertebrados


A reprodução sexuada acontece devido a fusão de gametas formados após a meiose e este tipo de reprodução promove vantagens às espécies que a utilizam por ela aumentar a variabilidade genética. A recombinação cromossômica homóloga (crossing-over) e a distribuição independente do cromossomos durante a meiose são os mecanismos que promovem essa variabilidade.

Mecanismos da meiose que geram a variabilidade genética. A recombinação cromossômica homóloga promove a troca de segmentos  cromossômicos gerando variabilidade, que se intensifica com os mecanismos de segregação dos cromossomos homólogos e com a separação das cromátides irmãs. Em uma espécie com dois pares de cromossomos e a ocorrência de um crossing-over entre cada par de cromossomos é possível gerar até 4 tipos de combinações cromossômicas após a segregação de homólogos e até 16 combinações após a separação das cromátides irmãs.

Por outro lado, a reprodução assexuada é caracterizada por gerar indivíduos geneticamente idênticos ao progenitor, o que resulta em baixa variabilidade genética e acúmulo de mutações deletérias, o que, consequentemente, levará à extinção entre 10.000 ou 100.000 gerações segundo algumas predições. Essas desvantagens parecem explicar o fato desse tipo de reprodução ser tão raro entre os vertebrados.

Tipos de reprodução. (A) reprodução sexuada: envolve a formação de gametas haplóides durante a meiose e a fusão dos gametas masculinos e femininos, formando um novo indivíduo diplóide. (B) reprodução assexuada: um indivíduo duplica seu material genético e se divide formando dois novos organismos idênticos.

A espécie de peixe Poecilia formosa é um dos poucos casos de organismo vertebrado assexuado, com populações constituídas apenas por fêmeas e surgiu por hibridização entre as espécies sexuadas P. mexicana e P. latipinna entre 120.000-280.000 anos atrás, o que representa cerca de 500.000 gerações, contrariando as estimativas de tempo para sua extinção. Além disso, P. formosa ocupa diversos tipos de ambientes em uma ampla região, o que revela seu sucesso adaptativo. Assim, estas caraterísticas tornam essa espécie um paradigma biológico: como uma espécie assexuada pode durar por tantas gerações e ser tão bem adaptada?

Origem de Poecilia formosa. A hibridização entre um macho de P. latipinna e P. mexicana levou à formação de P. formosa, que produz gametas femininos diplóides  e que, por sua vez, se desenvolvem em fêmeas adultas.

Um artigo recentemente publicado na revista Nature Ecology and Evolution, onde foram exploradas as características genômicas de P. formosa, revelou que esta espécie possui níveis mais altos de variabilidade genética do que seus parentais sexuados e maiores do que se esperaria para uma espécies assexuada. E isso, portanto, é consequência da natureza híbrida de P. formosa. No entanto, é intrigante o fato de que, na maioria dos casos conhecidos entre os vertebrados, os híbridos são geneticamente incompatíveis e desfavoráreis para formar novas espécies. Porém, a formação de P. formosa resulta da rara combinação de genótipos parentais favoráveis. Assim, os autores propõem que a escassez de espécies assexuadas entre os vertebrados não é consequência de desvantagens (baixa variabilidade genética e acúmulo de mutações deletérias), mas sim da raridade de híbridos compatíveis com potencial para formá-las.


Por: Adauto Cardoso
adautolimacardoso@gmail.com
Adauto Lima Cardoso é biólogo, mestre e doutor em Genética pela Universidade Federal do Pará e pela Universidade Estadual Paulista, respectivamente. Atualmente realiza pós-doutorado no Departamento de Morfologia do Instituto de Biociências da UNESP.

Fonte: Warren et al. (2018) Clonal polymorphism and high heterozygosity in the celibate genome of the Amazon molly. Nature Ecology and Evolution 2, 669-679.

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