Isolamento reprodutivo

Isolamento reprodutivo é a incapacidade, total ou parcial, de membros de duas subpopulações se cruzarem, sendo, portanto, importante na especiação (processo formador de novas espécies). Ele atua impedindo a mistura de genes das subpopulações quando elas entram em contato. Via de regra, após um longo período de isolamento geográfico, as subpopulações isoladas se tornam tão diferentes que não mais conseguem cruzar ou formar descendentes férteis. Quando isso ocorre, elas ascendem à condição de espécies distintas.

Dessa forma, são consideradas espécies distintas as populações que não se cruzam habitualmente, mesmo quando habitam o mesmo território ou então populações que, quando cruzadas, produzem prole não férteis, caso dos cruzamentos entre a espécie do cavalo e a do asno. Salvo casos raros de hibridação interespecífica com descendentes férteis, nos quais genes de uma espécie podem eventualmente ser injetados em outra, duas espécies são geneticamente estanques.

As raças humanas, por exemplo, sofreram diferenciação enquanto as barreiras naturais eram difíceis de serem ultrapassadas, chegando, provavelmente, quase ao ponto de formar espécies distintas. Os meios de “comunicação”, entretanto, sofreram aperfeiçoamento antes de serem instalados mecanismos de isolamento reprodutivo entre as raças. Como consequência, os cruzamentos inter-raciais se tornaram frequentes, levando a humanidade a se tornar cada vez mais miscigenada.

Os mecanismos de isolamento reprodutivos podem ser classificados em dois grupos: pré-zigóticos e pós-zigóticos.

I. MECANISMOS PRÉ-ZIGÓTICOS: são aqueles que impedem a fecundação e, por consequência, a formação do zigoto. Relacionamos a seguir os principais tipos:

Ia. Isolamento estacional ou sazonal: decorre de diferenças nas épocas de reprodução. Nesse caso, indivíduos de dois grupos tornam-se aptos ao acasalamento em diferentes épocas ou estações do ano. Como exemplo, citamos grupos diferentes de rãs que vivem em uma mesma lagoa, mas não se reproduzem na mesma época. Esse isolamento também se aplica aos vegetais. No caso dos vegetais, citamos algumas espécies de orquídeas que, embora habitem uma mesma região, florescem em dias diferentes, o que impede o cruzamento entre elas.

Ib. Isolamento de hábitat ou ecológico: resulta da ocupação de diferentes hábitats. Em condições naturais, leões e tigres, por exemplo, podem se cruzar em cativeiro, produzindo descendentes férteis. Na natureza, entretanto, não se cruzam por viverem em hábitats diferentes.

Ic. Isolamento etológico ou comportamental: decorre de diferentes padrões de comportamento de corte, antes do acasalamento, representando um fator de fundamental importância na reprodução de diversas espécies animais. Via de regra, as fêmeas só aceitam o macho depois que ele realiza um complexo ritual de corte, típico para cada espécie. Como exemplo, citamos os sinais luminosos emitidos por vaga-lumes machos que, dependendo das espécies, variam na frequência, na duração da emissão e na cor, levando a fêmea a só responder ao sinal emitido pelo macho da sua própria espécie. Outro exemplo é representado pelo canto das aves. Sendo esse canto específico, as fêmeas são atraídas para o território dos machos de sua espécie. Como terceiro exemplo, citamos o comportamento dos sapos, cujo coachar dos machos é específico, atraindo apenas as fêmeas de sua espécie. Forma extremamente curiosa de atração sexual é observada nas fragatas. Objetivando atrair as fêmeas, os machos inflam o papo, tornando-o bastante avermelhado. Essa alteração na coloração do papo deixa as fêmeas receptivas para o acasalamento.

Id. Isolamento mecânico ou incompatibilidade anatômica: resulta da incompatibilidade estrutural dos órgãos reprodutores de diferentes espécies. Isso pode ocorrer tanto em animais quanto em vegetais, em que a diferença de tamanho ou forma dos órgãos genitais impede a cópula. Nas plantas, por exemplo, há casos em que o tubo polínico não consegue germinar no estigma de uma flor de outra espécie.

Ie. Mortalidade gamética: resulta de fenômenos fisiológicos que impedem a sobrevivência dos gametas masculinos de uma espécie no sistema reprodutor feminino de outra. É evidente que esse mecanismo só ocorre em espécies que apresentam fecundação interna. A mortalidade gamética, ao contrário dos demais isolamentos pré-zigóticos, é um mecanismo pós-copulatório.

II. MECANISMOS PÓS-ZIGÓTICOS: são aqueles que inviabilizam a sobrevivência do híbrido ou a sua fertilidade. Mesmo ocorrendo a cópula, esses mecanismos impedem ou reduzem seu sucesso. Nesse grupo, relacionamos:

IIa. Mortalidade do zigoto: a fecundação entre gametas de espécies diferentes pode levar à formação de zigoto pouco viável, que não se desenvolve após a fecundação, morrendo em face da ocorrência de desenvolvimento embrionário irregular.

IIb. Inviabilidade do híbrido: nesse caso, os membros de duas espécies podem copular, o zigoto se forma, mas o embrião morre prematuramente, devido à incompatibilidade que ocorre entre os genes maternos e paternos. Como exemplo, citamos o caso de algumas espécies de rãs que, embora habitem uma mesma lagoa e possam, eventualmente, cruzar-se, geram híbridos interespecíficos que não se desenvolvem.

IIc. Esterilidade do híbrido: nesse caso, há formação do híbrido interespecífico que, por vezes, é até mais vigoroso que os membros das espécies parentais, sendo, entretanto, estéril. A esterilidade pode ser decorrente da presença de gônadas anormais ou de meiose anômala, resultante da incompatibilidade dos cromossomos herdados de pais de diferentes espécies. Como exemplo clássico, citamos o caso do burro ou da mula, que é um híbrido estéril, resultante do cruzamento entre o jumento (Equus asinus) e a égua (Equus cabalus). Os cromossomos dos genitores do burro apresentam diferenças na homologia e no número. Enquanto o jumento tem 2n = 62, a égua tem 2n = 64. Nas células germinativas do burro, os cromossomos não se emparelham corretamente, impedindo a ocorrência de meiose normal e, consequentemente, a formação de gametas viáveis. O burro e a mula são considerados híbridos interespecíficos. Eles não constituem uma terceira espécie.

Lembramos que o pintagol (ou arlequim), que resulta do cruzamento entre um pintassilgo macho e uma canária; o tigão (ou ligre), produto do cruzamento de uma leoa com um tigre e o lepórido, gerado a partir do cruzamento entre uma lebre e um coelho, são também considerados híbridos interespecíficos.

IId. Deterioração da geração F₂: é o caso em que a primeira geração de híbridos interespecíficos (F₁) é normal e fértil, fenômeno conhecido como vigor do híbrido. Indivíduos da geração F₂, entretanto, são fracos ou estéreis. Essa deterioração decorre de uma recombinação gênica incompatível por ocasião formação dos gametas que dão origem à segunda geração.

FIXANDO

01. (UFJF) Cientistas descobriram que em dunas das duas margens do rio São Francisco, próximo ao povoado de Santo Inácio, Bahia, existem populações de lagartos parecidos, mas de espécies diferentes. Essas espécies-irmãs, Tropidurus amathites e Tropidurus divaricatus, apresentam pequenas diferenças físicas e genéticas.

(Ciência Hoje On-line 26/10/00).

Em relação à especiação, esta ocorre quando:

a) duas populações ocupam o mesmo nicho ecológico.

b) se estabelece isolamento reprodutivo entre duas populações.

c) há migração para mesma área.

d) duas populações se submetem às mesmas pressões seletivas.

e) duas populações apresentam alto potencial biótico.

02. (UFERSA) As mulas são híbridos de éguas e burros que podem maturar normalmente, mas são inférteis quando tentam se reproduzir. Essa barreira do tipo _______ gera um mecanismo de isolamento reprodutivo ________ entre as duas espécies.

a) Pré-zigótico – completo.

b) Pré-zigótico – incompleto.

c) Pós-zigótico – completo.

d) Pós-zigótico – incompleto.

03. (UFAL) Os mecanismos de isolamento reprodutivo podem ser definidos como “propriedades biológicas que impedem o cruzamento entre indivíduos de diferentes espécies”.  Dos mecanismos citados abaixo, apenas um não é um mecanismo pós-copulatório. Identifique-o.

a) Mortalidade gamética.

b) Mortalidade zigótica.

c) Inviabilidade do híbrido.

d) Esterilidade do híbrido.

e) Isolamento etológico.

04. (UECE) Reportagem recente deu conta do nascimento de gatos com cara de cães resultante do suposto cruzamento entre uma gata e um cão. Analise as seguintes afirmativas, a partir do conhecimento científico atual:.

I. Do cruzamento entre cães e gatos é possível nascer quimeras por não haver isolamento reprodutivo entre eles, caracterizado por ambas as espécies pertencerem à mesma Ordem.

II. Híbridos de cães e gatos não acontecem porque há isolamento reprodutivo entre tais espécies animais, as quais pertencem a categorias taxonômicas diferentes como é observado, já no nível Família (Canidae e Felidae).

III. O burro é um híbrido viável entre o jumento e a égua; entretanto, não produz descendência, haja vista não acontecer a sinapse cromossômica no processo meiótico de formação dos seus gametas.

São corretas:

a) apenas I e II.

b) apenas I e III.

c) I, II e III.

d) apenas II e III.

05. (UFLA) Pelo isolamento geográfico, uma espécie pode se tornar diferente da original, atingindo o isolamento reprodutivo. Assim pode surgir uma nova espécie (processo de especiação). Diversos mecanismos já foram descritos para se compreender como pode ocorrer o isolamento reprodutivo. Assinale a alternativa que apresenta um mecanismo pré-zigótico e um mecanismo pós-zigótico de isolamento geográfico, respectivamente:

a) Isolamento comportamental e inviabilidade do híbrido.

b) Isolamento mecânico e isolamento gamético.

c) Isolamento estacional e isolamento ecológico.

d) Esterilidade do híbrido e isolamento mecânico.

06. (UFMA) Em zoológicos, já foi possível obter descendentes férteis de algumas espécies que, na natureza, não se cruzariam, por exemplo, leão e tigre. Em relação a esse caso, ou seja, do tigre e do leão, qual o mecanismo de isolamento reprodutivo que impede que espécies se cruzem na natureza?

a) isolamento por esterilidade do híbrido.

b) isolamento morfológico.

c) isolamento por hábitat.

d) isolamento por inviabilidade gamética.

e) isolamento cromossômico.

07. (PUC-MG) Os mecanismos de isolamento reprodutivo que operam antes do acasalamento são chamados de barreiras reprodutivas pré-zigóticas. Essas barreiras são importantes, pois evitam que indivíduos de espécies diferentes se cruzem e se reproduzam. Constituem barreiras reprodutivas pré-zigóticas, exceto:

a) isolamento espacial – indivíduos de espécies diferentes podem selecionar lugares no ambiente para viver.

b) sincronismo no período fértil – se o período de acasalamento de duas espécies não se sobrepuser, elas estão isoladas reprodutivamente pelo tempo.

c) viabilidade reduzida do híbrido – a prole híbrida pode sobreviver com mais dificuldade do que a prole de indivíduos de mesma espécie.

d) adaptações anatômicas dos órgãos reprodutivos – diferenças no tamanho e forma dos órgãos reprodutivos podem evitar a união de gametas de espécies diferentes.

08. (UPE) O bloqueio da troca de genes entre populações de diferentes espécies existentes na natureza é um mecanismo conhecido como isolamento reprodutivo, que pode ser de dois tipos: o pré-zigótico e o pós-zigótico. Abaixo, assinale o mecanismo de isolamento reprodutivo que corresponde a um pós-zigótico.

a) Barreiras mecânicas.

b) Amadurecimento sexual em épocas diferentes.

c) Inviabilidade do híbrido.

d) Utilização de hábitats diferentes.

e) Utilização de nichos diferentes.

09. (UEL) Um pesquisador observou que os vaga-lumes de uma dada população (A) emitem sinais luminosos longos e azulados e que os de outra população (B) emitem sinais curtos e avermelhados; observou também que os animais da população A não se cruzam com os da população B. Essas observações exemplificam um caso de isolamento reprodutivo do tipo:

a) mecânico.

b) estacional.

c) ecológico.

d) gamético.

e) etológico.

10. (UFPA) Na borda norte e na borda sul do Grand Canyon, habitam duas populações de esquilos com diferenças morfológicas marcantes que, em condições naturais, sem barreiras geográficas, não são capazes de se intercruzarem. As duas populações constituem…….. diferentes, devido, principalmente, a(ao)…….. .

A alternativa que completa corretamente a frase é;

a) raças – isolamento reprodutivo.

b) raças – isolamento geográfico.

c) espécies – isolamento geográfico.

d) raças – diferenças morfológicas.

e) espécies – isolamento reprodutivo.

11. (UFLA) São condições necessárias ao aparecimento de novas espécies:

a) A existência de diferenças genéticas dentro das populações, o isolamento geográfico e o reprodutivo.

b) A não ocorrência de mutação e seleção natural.

c) A existência de recombinação genética e a ação da seleção natural.

d) A não existência de diferenças genéticas dentro das populações e o isolamento reprodutivo.

e) A não ocorrência do isolamento reprodutivo e mutação.

12. (PUCCAMP) “Duas espécies simpátricas de patos de água doce, apesar de nidificarem lado a lado, não se cruzam, pois respondem a estímulos sensoriais diferentes”.

O mecanismo que promove o isolamento reprodutivo dessas espécies é do tipo:

a) etológico.

b) ecológico.

c) mecânico.

d) gamético.

e) estacional.

13. (UTFPR) Dentre os mecanismos de especiação, isto é, formação de novas espécies, o mais conhecido é o da especiação geográfica, decorrente de barreiras ecológicas ou geográficas. Quando as diferenças atingiram a tal ponto que não há mais cruzamento entre os indivíduos das populações devido ao isolamento reprodutivo, cada uma das populações é considerada uma espécie distinta. Se essas espécies coexistirem lado a lado em uma mesma área geográfica, explorando o meio de forma diferente, serão denominadas espécies:

a) alopátricas.

b) simpátricas.

c) politípicas.

d) monotípicas.

e) poliploides.

14. (UNESA-RJ) O isolamento reprodutivo entre duas populações vizinhas da mesma espécie pode provocar a especiação, uma vez que:

a) as populações possuem habitats distintos, sem haver, porém, isolamento geográfico.

b) a taxa de mutações adaptativas se altera.

c) interrompe o intercâmbio genético entre elas.

d) estimula o surgimento de novas subespécies nessas populações.

e) há um decréscimo na taxa de mutações em cada população.

15. (PUCCAMP) Embora na espécie humana a aplicação do conceito de raças seja bastante controverso, em muitos animais ocorrem populações da mesma espécie que diferem em determinadas características e estão adaptadas a ambientes diferentes. A condição inicial para o estabelecimento de raças é

a) o isolamento reprodutivo.

b) a seleção natural.

c) o fluxo gênico.

d) o isolamento geográfico.

e) a superioridade do híbrido.

16. (UFMG) Famoso exemplo de evolução é o dos tentilhões, tipo de aves encontrado nas ilhas Galápagos por Darwin. Diferentes espécies de tentilhões habitam as diversas ilhas do arquipélago. A principal diferença entre as espécies refere-se à forma do bico. Verificou-se que tal forma variou conforme o tipo de alimentação disponível em cada ilha. Acredita-se que todas as espécies de tentilhões de Galápagos possuem um mesmo ancestral. As afirmações seguintes constituem explicações certas das etapas de evolução dos tentilhões, exceto:

a) a migração para ilhas diferentes determinou um isolamento geográfico.

b) mutações diferentes ocorreram em cada ilha, determinadas pelo alimento disponível.

c) em cada ilha, a seleção natural eliminou os mutantes não adaptados.

d) novas mutações foram-se acumulando nas populações em cada ilha.

e) os tentilhões de cada ilha tornaram-se tão diferentes que se estabeleceu isolamento reprodutivo.

GABARITO

01	02	03	04	05	06	07	08
B	C	E	D	A	C	C	C
09	10	11	12	13	14	15	16
E	E	A	A	B	C	D	B