A continuidade cíclica dos seres vivos encontra os elos entre gerações sucessivas nos fenômenos de reprodução.
A reprodução realiza-se em diferentes níveis da escala evolutiva, nas diferentes ramificações dos reinos vegetal e animal, nas diferentes espécies vivas, com uma variedade de mecanismos que, por si só, justifica todo um tratado.
Uma primeira classificação dos fenômenos de reprodução deve distinguir os organismos unicelulares dos multicelulares, uma vez que apenas nos primeiros a divisão celular coincide com a reprodução.
Em multicelular, a reprodução pode ser agâmica ou sexual (ou gamic).
A reprodução agâmica, relativamente menos frequente, baseia-se no mecanismo da mitose, de modo que a variabilidade das espécies fica mais dependente da ocorrência repetida de mutações.
Existem também diferentes mecanismos, como estrobilização, esporulação, etc., enquanto nas plantas encontramos formas regenerativas bem conhecidas na agricultura (estacas, estratificações, etc.).
O mecanismo reprodutivo mais difundido nas formas superiores, entretanto, é o sexual, correspondendo ao aparecimento da meiose, à formação de gametas e sua fusão no zigoto (fertilização).
Nas espécies primitivas, os gametas não são morfologicamente diferenciados: neste caso, falamos de isogametia. Porém, sempre há duas séries de gametas, identificadas com os símbolos (+) e (-) e a fecundação só pode ocorrer a partir do “encontro entre gametas de signos opostos: há, portanto, uma diferença biológica, ainda não expressa morfologicamente.
À medida que a escala evolutiva avança, surge a diferenciação morfológica e funcional, em que um tipo de gametas femininos geralmente dotados de abundante material de reserva (o deutoplasma ou bezerro, que garantirá o desenvolvimento do embrião até que ele possa ser metabolicamente independente) e um tipo de gametas masculinos dotados de motilidade para atingir os femininos. Os gametas são sempre haplóides e são o resultado da meiose. Sua fusão dá origem ao zigoto diplóide.
Entre a meíose e o zigoto pode decorrer uma série de gerações de células haplóides, assim como entre o zigoto e a meiose pode decorrer uma série de gerações de células diplóides, com as diferentes variedades de ciclos generativos expressos pela alternância de gerações.
Uma espécie diplonte (com um organismo diplóide) é caracterizada pela meiose gamética: a meiose produz diretamente os gametas, que por fusão imediatamente reconstituem o estado diplóide. Este é o caso predominante dos Metazoários, incluindo o homem.
Gametogênese
Levando em consideração a reprodução com meiose gamética, como ocorre no homem, vamos tentar esclarecer como a meiose se encaixa na gametogênese (formação dos gametas).
No desenvolvimento embrionário, da gametogênese masculina e feminina (chamada espermatogênese e oogênese), ocorre uma diferenciação precoce entre as células destinadas a formar o corpo (linha somática) e aquelas destinadas a produzir gametas (linha germinativa). As células iniciais da linha germinativa são chamadas de prótons. Com a diferenciação da gônada no sentido masculino ou feminino ocorre a diferenciação das células germinativas em espermatogônias e ovogônias, respectivamente.
Olhando para a espermatogênese, vemos que há uma série de gerações de células na espermatogônia, que continua ao longo da vida. Apenas uma parte das espermatogônias assim produzidas continuamente difere do ciclo mitótico normal e, em seu lugar, começa o meiótico.
A célula germinativa na qual a meiose começará (reduplicação e, em seguida, primeira divisão) é chamada de espermatócito de primeira ordem; sua divisão dá origem a dois espermatócitos de segunda ordem, que com a segunda divisão dão origem a um total de quatro espermátides.
Podemos graduar a redução do kit cromossômico de 4n dos espermatócitos de primeira ordem (após a reduplicação existem quatro cromáceos para cada par de homólogos) para o 2n dos espermatócitos de segunda ordem e on dos espermatócitos, conforme já visto estudando meiose, que Assim concluímos. As espermátides são, portanto, já haplóides, mas ainda não são gametas maduros. A partir da estrutura de uma célula do tipo haplóide, a maturação funcional (chamada espermiohistogênese) transforma as espermátides em espermatozóides, ou seja, gametas masculinos maduros.
Na gametogênese feminina (ou oogênese), existem várias diferenças. Em primeiro lugar, o número de gametas a serem preparados é muito menor. Estima-se que cerca de 5 x 105 ovogônios são preparados nas gônadas de uma fêmea da espécie humana; destes, apenas cerca de 400 estão interessados na maturação do folículo e subsequente abatimento, em um ciclo que geralmente afeta apenas um folículo por mês durante um período fértil de cerca de 35 anos.
O número diferente de gametas preparados nos dois sexos corresponde à diferença de função e comportamento já mencionada: os espermatozóides são pequenos, móveis e numerosos em relação à necessidade de busca do óvulo e à baixa probabilidade de encontrá-lo; os óvulos são grandes, inertes e poucos, em relação à função de garantir ao embrião o material de reserva e a proteção que lhes é proporcionada pela fecundação interna (naturalmente, principalmente na fecundação externa os óvulos também devem ser mais numerosos).
A necessidade de fornecer material de reserva aos gametas corresponde à presença, na "oogênese, de uma fase de parada da meiose, durante a qual os cromossomos são parcialmente despiralizados. Observamos então os chamados" cromossomos das penas ", nos quais uma série de extroversões identifica os traços nos quais os genes responsáveis pela síntese do deutoplasma são desreprimidos.
O menor número necessário para os gametas femininos também corresponde ao fato de que, das quatro células haplóides produzidas pela meiose, apenas uma recebe todo o material de reserva e se torna um gameta, enquanto as outras três (os polócitos ou corpos polares), que contêm apenas material cromossômico, não pode dar origem a zigotos e embriões e está destinado a regredir.
Fertilização
A fecundação, ou seja, o encontro entre o gameta masculino e o feminino, pode ser realizada de maneiras muito diferentes.No reino animal, observamos a transição da fecundação externa (gametas expostos a qualquer risco ambiental e, portanto, necessariamente muito numerosos nos dois sexos) para a fecundação interna, à qual o cuidado parental está ainda vinculado à relação metabólica dos mamíferos entre a mãe e o feto .
A fecundação, uma vez ocorrido o encontro entre gametas do sexo oposto, deve ocorrer garantindo duas condições: especificidade e unicidade. Ou seja, deve-se garantir que o espermatozóide seja da mesma espécie do óvulo e que, uma vez que o primeiro entre, nenhum outro entre.
A especificidade é garantida pelas características bioquímicas do acrossoma e da superfície do óvulo. De facto, fala-se de reacções entre «fertilisinas» e «antifertilisinas», com especificidade comparável à do encontro entre enzimas e substrato.
A singularidade da fecundação é garantida por uma modificação da estrutura superficial do óvulo («reação cortical») que começa logo no momento da primeira reação específica fertilisina / antifertilisina; após essa reação, a membrana do óvulo é alterada, de modo que quaisquer outros espermatozóides que a alcancem não são mais capazes de iniciar a reação específica de fertilização.
Após a fecundação, a cauda do espermotozoário permanece externa ao óvulo, enquanto o material cromossômico penetra nele, chamado de "pronúcleo masculino", que se junta ao "pronúcleo feminino" do óvulo, formando o núcleo diplóide do zigoto.
