Fertilização externa - External fertilization

A fertilização externa é um modo de reprodução em que o espermatozóide de um organismo masculino fertiliza o óvulo de um organismo feminino fora do corpo feminino. É contrastada com a fertilização interna , na qual os espermatozoides são introduzidos por meio de inseminação e então se combinam com um óvulo dentro do corpo de um organismo feminino. A fertilização externa normalmente ocorre na água ou em uma área úmida para facilitar o movimento do esperma para o óvulo . A liberação de óvulos e espermatozóides na água é conhecida como desova . Em espécies móveis, as fêmeas reprodutoras costumam viajar para um local adequado para liberar seus ovos. No entanto, as espécies sésseis são menos capazes de se mover para os locais de desova e devem liberar gametas localmente. Entre os vertebrados, a fertilização externa é mais comum em anfíbios e peixes. Invertebrados que utilizam fertilização externa são principalmente bentônicos, sésseis ou ambos, incluindo animais como corais, anêmonas do mar e poliquetas que vivem em tubos . As plantas marinhas bentônicas também usam fertilização externa para se reproduzir. Fatores ambientais e tempo são os principais desafios para o sucesso da fertilização externa. Enquanto na água, o macho e a fêmea devem liberar gametas em momentos semelhantes para fertilizar o óvulo. Os gametas gerados na água também podem ser levados pela água, comidos ou danificados por fatores externos.

Seleção sexual

A seleção sexual pode não parecer ocorrer durante a fertilização externa, mas existem maneiras de ocorrer. Os dois tipos de fertilizantes externos são construtores de ninhos e reprodutores de difusão. Para as fêmeas construtoras de ninhos, a escolha principal é o local de onde colocar seus ovos. Uma fêmea pode escolher um ninho perto do macho que deseja fertilizar seus ovos, mas não há garantia de que o macho preferido fertilizará qualquer um dos ovos. Os geradores de transmissão têm uma seleção muito fraca , devido à aleatoriedade da liberação de gametas . Para examinar o efeito da escolha feminina na fertilização externa, foi realizado um experimento de competição de esperma in vitro. Os resultados concluíram que houve uma diminuição da importância do número de espermatozoides, mas aumentou a importância da velocidade do esperma, alterando assim o resultado da competição espermática. O fluido ovariano também aumentou a paternidade para o homem preferido porque eles liberam menos esperma e mais rápido. O sucesso de um macho fertilizar um óvulo depende da capacidade do espermatozóide masculino de competir com outros espermatozoides que procuram fertilizar o mesmo óvulo. A quimiotaxia do esperma é o uso de sinais químicos para dar ao esperma a capacidade de navegar por um óvulo e é um grande contribuinte para o sucesso reprodutivo.

Invertebrados

Os animais bentônicos sésseis que constituem a maioria dos invertebrados que usam fertilização externa dependem do movimento da água ambiente para aproximar o espermatozóide e os óvulos. Outros invertebrados que fertilizam externamente são organismos como o ouriço-do-mar, confinados em tocas rasas em praias expostas. Fluxos turbulentos na zona de surf também criam um transporte de gametas. As condições hidrodinâmicas e as propriedades dos gametas controlam a eficiência da fertilização porque influenciam a taxa de mistura da água. O único dilema com a turbulência é a possibilidade de diluição do espermatozóide e do óvulo devido à mistura excessiva. A mistura rápida pode causar uma probabilidade menor de fertilizar. Animais adultos sésseis encenados comumente produzem gametas ao mesmo tempo, também conhecido como liberação sincronizada de gametas, para fertilização externa na coluna de água. Isso é útil devido à falta de mobilidade que esses organismos compartilham. Eles também podem contar com a mistura turbulenta e a mobilidade do esperma para aumentar as chances de fertilização.

A presença de alimentos, recursos, condições ambientais favoráveis ​​e a falta de predadores são considerados quando se pensa na sobrevivência da próxima geração. Quando a fêmea está produzindo ovos, eles realizam a saciedade do predador, que é quando várias fêmeas liberam gametas em um evento reprodutivo em massa. A Grande Barreira de Corais é conhecida por ter uma "desova em massa". Isso ocorre uma semana após a lua cheia em outubro. Este evento reprodutivo em massa é dado por corais formadores de recife, que realizam uma liberação sincronizada de gametas em uma noite, do crepúsculo à meia-noite. Até 130 espécies liberam gametas durante este período. Em alguns casos, a fertilização pode ocorrer na superfície de um animal reprodutor e quando os animais estão na esteira turbulenta. Embora a fertilização seja geralmente considerada um processo de curto prazo, existe a possibilidade de os gametas serem retidos na superfície de um animal por um longo período de tempo. Para liberar um óvulo ou esperma ao longo do tempo, formam-se aglomerados que flutuam na coluna de água. Isso permite uma variação nos locais e diferenças de tempo de fertilização que ocorre pelo mesmo invertebrado.

Vertebrados

Anfíbios

Os primeiros anfíbios eram todos fertilizantes internos. Não foi até 300 milhões de anos atrás que as encomendas de Anura (fertilizante interno inicial) e Caudata (fertilizante externo inicial) começaram. A maioria dos anuros agora fertiliza externamente. Anuros são os anfíbios sem cauda, ​​como sapos e rãs. Os anuros são comumente usados ​​como organismo modelo para anfíbios, devido aos ovos grandes e fáceis de manipular, rápida taxa de desenvolvimento, alta taxa de fecundidade, nenhum envolvimento dos pais e fertilização externa. Os machos se congregam perto de um lago ou lagoa e estabelecem estações de chamada. As fêmeas se aproximam da área e ouvem todos os diferentes chamados dos machos e, em seguida, continuam a se mover em direção ao parceiro que ela escolher. Esta é a seleção sexual do anuro . Concluiu-se que as fêmeas preferem um macho com uma chamada mais atraente, que também é o macho maior. A cópula ocorre quando um anuro macho pula nas costas de uma fêmea. Eles então se movem para um local próximo à água para liberar simultaneamente seus espermatozoides e óvulos. Outros machos na área também podem liberar esperma nos óvulos para tentar fertilizá-los. Se a fêmea não quiser se reproduzir com o macho que pula em suas costas, ela esperará até que o macho vá embora ou se mude para um novo local. O espermatozóide liberado na água deve estar bem próximo, chegar primeiro ao óvulo e depois entrar na camada de gel do óvulo para ter a melhor chance de fertilizar. Quando os anuros não estão perto dos óvulos, às vezes eles liberam seus espermatozoides em ninhos de espuma contendo oócitos, ou os criadores terrestres vão direto para o gel coat do oócito para liberar seus espermatozoides. Ao longo de uma temporada de reprodução, os machos podem copular inúmeras vezes, liberando esperma em qualquer lugar que ele encontre óvulos não fertilizados ou encontre uma fêmea que está / deseja desovar. As fêmeas, no entanto, só podem liberar ovos uma vez por temporada de reprodução. A liberação de espermatozoides diretamente na água aumenta a competição espermática por meio do comportamento agonístico e da desova em grupos. Isso foi testado, com boas evidências associadas a um maior número de esperma e tamanho de testículos. Testículos menores e uma velocidade mais lenta do esperma foram vistos com os anuros que liberaram o esperma nos ninhos de espuma em vez de em mar aberto. Para aumentar ainda mais a competição espermática, existe uma espessura maior em um gel de oócitos de anuros, especificamente a perereca verde. O espermatozóide anuro também tem alta longevidade e tolerância osmótica em comparação com peixes de água doce.

A ordem Caudata contém todas as salamandras e salamandras, anfíbios que possuem cauda. Dentro disso, os únicos subgrupos que fertilizam externamente são Cryptobranchidae (salamandras gigantes) Sirenidae e Hynobiidae . As fêmeas liberam bolsas de óvulos em pedras ou galhos e o macho mais tarde paira sobre os óvulos para liberar o esperma para eles. Os machos são considerados muito protetores sobre os óvulos e podem continuar a pairar sobre os óvulos após a liberação do esperma para diminuir a competição espermática. Em alguns casos, os machos podem até se agarrar às fêmeas enquanto elas colocam seus ovos para garantir que eles os fertilizem primeiro. Outras vezes, pode haver vários machos em torno de um único saco de ovos, criando uma competição embaralhada. Observa-se que os espermatozoides criptobranchídeos apresentam maior longevidade. Isso é cerca de 600 vezes maior do que em peixes de água doce, mas não chega nem perto dos anuros.

Peixe

Salmão , bacalhau , truta e char são exemplos de peixes que fertilizam externamente. O feminino e o masculino liberam seus gametas na água, onde se difundem juntos e fertilizam. Além do espermatozoide localizando o oócito e penetrando na camada de gel, ele também deve se infiltrar na micópila . Se houver turbulência ou mesmo em águas abertas e calmas, quanto mais próximo o peixe liberar esperma, maior a chance de fertilizar os óvulos. Se o esperma é liberado muito cedo, ele pode se diluir demais ou morrer antes mesmo de chegar aos óvulos. Se o esperma é liberado tarde demais, há uma chance maior de que o esperma de um peixe diferente já tenha chegado aos ovos. Além disso, quanto mais rápido e numeroso for o esperma, melhor. Existem casos em que os machos criarão habitats na tentativa de monopolizar as fêmeas e aumentar sua chance de fertilizar ovos.

Os peixes podem ser iterópicos e desovam mais de uma vez, mas há alguns que desovam apenas uma vez antes da morte, conhecida como semelparosa . Em peixes iterópares, eles geralmente não dão cuidados aos pais com a fertilização externa. Os espermatozoides presentes nos peixes machos são imóveis enquanto nos testículos e no fluido seminal, e o ambiente de fertilização determina quando os espermatozoides se tornam móveis. No salmão, uma diminuição do potássio na água doce iniciará a motilidade do esperma. Uma diminuição na osmolalidade após a desova em água doce torna o espermatozóide de um peixe ciprinídeo móvel.

Veja também

Referências