T6: ORIGEN I EVOLUCIÓ DEL SEXE

Sexe

 Qualsevol barreja de gens que procedeixin, com a mínim, de dues fonts diferents

Reproducció

•  creació d'una nova vida

  • Organismes vius es reprodueixen

  • Mamífers i aus es reprodueixen obligatòriament

  • Els altres ho poden fer asexualment o sexualment

  • Origina diversitat

Reproducció sense sexe: reproducció asexual

• Descendents són clons

• No hi ha únio de cèl·lules (autogàmia)

1. Fissió binària/bipartició (procariotes)

2. Fissió múltiple

3. Divisió mitòtica

4. Gemmació

5. Propàguls i multiplicació vegetativa

6. Fragmentació (i regeneració)

7. Mitòspores

8. Clonació

9. Partenogènesi (ANIMALS)

10. Apomixi (PLANTES)

Fissió binària/bipartició (procariotes)

• Replicació de l'ADN bacterià i divisió del citoplasma

• Cèl·lula es divideix en dues d'iguals

Fissió múltiple

• Cèl·lula es divideix en moltes d'iguals

Divisió mitòtica (eucariotes)

Duplicació del material genètic

Gemmació

• D'un organisme (uni o pluricel·lular) surt un altre idèntic pero de mida diferent capaç de regenerar tot l'organisme

Propàguls i multiplicació vegetativa

• D'un organisme pluricel·lular surt una estructura pluricel·lular capaç de regenerar tot l'organisme → reproducció d'una planta a partir d'una cèl·lula, teixit o òrgan (arrels, tiges, branques, fulles) de la planta mare.)

Fragmentació (i regeneració)

• Individu es divideix de forma intencionada o no en segments que formen nous individus

• Ex: estrella de mar

Mitòspores

• Producció d'n espores per mitosi que generen nous individus. Es formen en estructures especialitzades: esporangis o conidiòfors.

  • Esporangis: estructures en forma de sac que produeixen i contenen espores

  • Conidiofors: estructures microscópiques especialitzades d'alguns fongs

Clonació

• Ex: clonatge ovella Dolly

Partenogènesi

Desenvolupament d'un embrió a partir d'un òvul sense fecundar (sense intervenció del gàmeta masculí)

Apomixi

Cèl·lules sexuals femenines generen un nou individu (llavor) sense haver estat fecundades

Avantatges i inconvenients de la reproducció asexual

• AVANTATGES

  • Més ràpida, menys requeriments

  • Sense problemes (costos) d'aparellament ni cura parental

  • Descendència nombrosa

  • Tots els individus poden deixar descendència

  • Bona adaptació en ambients molt estables o especialitzats

  • Tota la descendència igualment adaptada (no hi ha mutacions)

 

• INCONVENIENTS

  • No genera diversitat genètica

  • Poca adaptació a ambients variables

  • Acumulació de mutacions deletèries (canvis genètics que disminueixen la capacitat d'un organisme per sobreviure i reproduir-se - durant la meiosi es mesclen els gens i poden separar mutacions o eliminar-les)

  • Més probabilitat d'extinció

Sexe bacterià (sexe sense reproducció)

• Transferència genètica horitzontal (aporta diversitat genètica pero no descendència)

  • Transducció

  • Transformació

  • Conjugació (canvi fragments ADN)

• Sexe va apareixer fa uns 3000 Ma en organismes procariotes

• Apareix sexe -> prob. de sobreviure són més altes

Hipersexe

• Unió permanent de 2 organismes molt diferents (endosimbiosi) → produeixen descendents amb gens dels dos organismes

• gametòfit (haploides - n) -> gàmetes

Reproducció sexual característiques

• Fecundació + meiosi (sempre comporta meiosi)

• Singàmia/fecundació: Unió cèl·lules haploides (gàmetes) de dos progenitors

  • Aparició diploïdia (2 jocs de cromosomes homòlegs)

    • Meiosi "reverteix" la diploïda i la fecundació la restableix

  • Quantitat de cromosomes es conta segons la quantitat de centrómers

Cicles biològics

• Cicle haplont

• Alternança de generacions

• Cicle diplont

Cicle haplont

• (generació dominant haploide, zigot és l'única fase diploide)

  • Organisme multicel·lular és haploide

  • Gàmetes per mitosi

  • Protistes, fongs

    1. Singàmia → zigot (2n)

    2. Zigot fa meiosi

    3. Meiòspores fan l’organisme adult (n)

    4. Organisme adult (n) fa gàmetes per meiosi

Alternança de generacions

• Dues generacions multicel·lulars (Organisme multicel·lular pot ser haploide i diploide)

• 2 generacions igual d'importants o una més visible que l'altra

• Gàmetes per mitosi

• Plantes i algues

  1. Singàmia → zigot (2n)

  2. Zigot (2n) → esperòfit (2n)

  3. Esperòfit (2n) → fa meiosi i produeix espores (n)

  4. Espores (n) → gametòfit (n)

  5. Gametòfit (n) → gàmetes per mitosi

Cicle diplont

• (generació dominant diploide, gàmetes unicel·lulars són l'única fase haploide)

• Organisme multicel·lular és diploide

• Gàmetes per meiosi

Animals, algunes algues

1. Meiosi (formació gàmetes)

2. Singàmia → zigot (2n)

3. Zigot (2n) → organisme adult (2n)

4. Organisme adult (2n) fa meiosi → gàmetes

Esporòfit i gametòfit

Esporòfit: fase diploide que fa espores per meiosi

Gametòfit: fase haploide que fa gàmetes per mitosi (neix a partir d'una espora)

Tipus de reproducció sexual

• Segons com siguin els gàmetes

• Segons on es formen els gàmetes

• Segons com s’uneixen els gàmetes

Reproducció sexual: segons com siguin els gàmetes

• ISOGÀMIA: gàmetes idèntics en estructura i mida (algues, fongs…) -> cada progenitor contribueix equitativament a l'aport  de recursos

 

• ANISOGÀMIA/OOGÀMIA: gàmetes diferents en estructura i mida -> cada progenitor pot o no contribuir a l'aport de recursos necessaris per la producció de descendents (amb cura parental o sense)

Reproducció sexual: segons com es formen els gàmetes

 

• UNISEXUALS O DOICS (cada individu és d'un únic sexe)

• MONOICS (=hermafrodites) → Dos sexes estan presents en un mateix individu. TIPUS:

  • Fecundació creuada (2 individus hermafrodites es fecunden mútuament)

  • Simultani (autofecundació)

  • Seqüencials: (proterogíniques o proteràndriques): quan neixen tenen els 2 sexes pero canvien de sexe en l'etapa de maduració sexual

  • Seqüencial condicionat: canvi de sexe depèn de factors extern

  • Provocat:

** Proterogíniques: maduració femenina i després masculina

• Proteràndriques: maduració masculina i després femenina

Reproducció sexual: segons com s’uneixen els gàmetes

• EXTERNA: fusió de gàmetes de lloc a l'exterior de l'organisme. Efecte atzar típic d'ambients aquàtics. Taxa baixa de supervivència.

 

• INTERNA: fusió de gàmetes de lloc dins de l'organisme. Taxa alta de supervivència.

Avantatges i inconvenients de la reproducció sexual

• INCONVENIENTS

  • Doble cost del sexe: només meitat de la població és capaç de deixar descendència directa (en la reproducció asexual tots deixen descendència)

    • Només les femelles poden deixar descendència directa (el mascle només contribueix)

    • Es manté una proporció 1-1

  • Més lent a la reproducció asexual

  • Elevat cost energètic

    • DIMORFISME SEXUAL: diferències entre mascles i femelles (com els ocells, els mascles han d'invertir en el seu color per aconseguir parella), cerca de parella reproductora

  • Part de la descendència amb genotips menys adaptatius

 

• AVANTATGES

 

• HIPÒTESI DE LA REINA ROJA: els organismes han d'adaptar-se constantment fabricant nous característiques que puguin assegurar la seva supervivència i proliferació.

• Augment variabilitat genètica → genera una major probabilitat de supervivència

• Mutacionals → Al llarg del temps una població pot anar adquirint mutacions beneficioses

• Ambientals

  • Fitness: capacitat d'un individu de reproduir-se i sobreviure

  • Mecanismes coevolutius → variació ràpida (hi ha organismes que evolucionen conjuntament)

    • Depredador-presa (si un depredador pot caçar més ràpidament doncs la presa ha de ser més ràpida per no ser presa)

    • Paràsit-hoste…

Diformisme sexual

Diferències que permeten distingir el mascle de la femella (com els ocells, els mascles han d'invertir en el seu color per aconseguir parella), cerca de parella reproductora

Oogamia

un gàmete immòbil i l'altre mòbil

Selecció sexual i tipus

•  (tipus de selecció natural on l'ambient NO escull els millors individus, sino que ho escullen els propis individus)

  • Intersexual: femella tria mascle segons la simetria formes, corpulència, rituals d'aparellament…

    • La determinació de la millor qualitat de gens es manifesta mitjançant la manifestació de caràcters físics (ballen millor, tenen millors plomes…)

    • Causa principal de què existeixi dimorfisme sexual

 

• Intrasexual: mascles s'exhibeixen o es barallen per tenir accés a les femelles

  • Després de l'aparellament → competència espermàtica (no tots els gàmetes masculins podran fecundar al gàmeta femení)

Sexe i ambient

• Ambient condiciona en quin moment s'arriba a la maduresa sexual

• Exemples:

  • Edat de menarquia: edat de la primera regla → s'ha avançat per la bona alimentació

  • Compostos ambientals tòxics (augment cocaïna rius → peixos arriben a la maduresa sexual)

• Ambient pot condicionar el sexe

  • A una certa temperatura pot sortir un sexe o altre

  • Compostos químics també influeixen (ex: compostos hormonats femenins han feminitzat les carpes)

  • Condicionar el tipus de reproducció (asexual o sexual segons les condicions)