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Questão 6 Fuvest 2021 - 2ª fase - dia 2

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Questão 6

Evolução Evidências da evolução Diferenças entre monocotiledôneas e eudicotiledôneas Morfologia vegetal Núcleo celular

As diversas espécies e variedades de linhagens relacionadas ao trigo (gênero Triticum) estão entre as primeiras a terem sido domesticadas pelo ser humano, em um processo conhecido por revolução neolítica ou agrícola, iniciado há cerca de 12 mil anos. Uma hipótese para a evolução da monocotiledônea trigo, que inclui as variedades atuais (Triticum turgidum durum e Triticum aestivum aestivum), está representada a seguir. As siglas AA/BB/DD indicam o número diploide de cromossomos (2n) de cada espécie.

Adaptada de Haas et al., 2019, Domestication and crop evolution of wheat and barley: Genes, genomics, and future directions. J. Integr. Plant Biol., 61: 204-225.

a) O processo evolutivo descrito corresponde a uma forma de seleção artificial. Em que ele se diferencia da seleção natural?

b) Na tabela da folha de respostas, associe cada órgão citado (caule, flor e fruto) a um exemplo de monocotiledônea que seja utilizada pelo ser humano.

c) Indique a ploidia de Triticum turgidum durum e Triticum aestivum aestivum, considerando que 2n=14 no genoma ancestral de Triticum urartu, Aegilops sp. e Aegilops tauschii.

 

Tabela da folha de respostas:



Resolução

a) A seleção natural corresponde a um processo de sucesso reprodutivo diferencial. Nesse processo, os indivíduos da população que são selecionados são aqueles que apresentam certas características (morfológicas, fisiológicas, comportamentais, bioquímicas etc.) que lhes conferem maior capacidade de sobrevivência e reprodução no ambiente específico onde vivem, de modo que eles deixam um maior número de descendentes na geração seguinte, os quais herdam as suas características vantajosas. Os principais fatores que atuam como agentes da seleção natural são a competição (intra e interespecífica), a predação, o parasitismo e o mutualismo.

No caso da seleção artificial, a alteração da composição genética das populações, ao longo do tempo, é semelhante à alteração verificada pela ação da seleção natural. Porém, na seleção artificial, os fatores que determinam quais são as características selecionadas incluem apenas a preferência de agricultores e criadores de animais e não fatores naturais do ambiente, como predadores e competidores. Desse modo, as características de plantas e animais que aumentavam a oferta de alimento, roupas e materiais úteis aos seres humanos foram escolhidas e reforçadas, enquanto aquelas que limitavam a oferta de alimento e materiais úteis ou dificultavam o cultivo, a criação, o consumo e a reprodução foram sendo eliminadas.

b) As monocotiledôneas constituem um dos grandes grupos de angiospermas, juntamente com as eudicotiledôneas. As primeiras incluem plantas que apresentam algumas características em comum, por exemplo:

  • Sementes com apenas um cotilédone.

  • Raiz fasciculada ou em cabeleira.

  • Folhas com nervuras paralelas, ou seja, paralelinérveas.

  • Flores com verticilos em múltiplo de três (trímeras).

  • Feixes vasculares do caule dispostos de maneira difusa (espalhada).

  • Grãos de pólen com apenas uma abertura (monoaperturados).

De acordo com a tabela dada, podemos citar as seguintes monocotiledôneas domesticadas e utilizadas pelos seres humanos atualmente:

 

Caule

Cana-de-açúcar, gengibre, cebola, alho, aspargo e bambu

Flor

Lírio, bromélia, orquídea, íris e tulipa

Fruto

Banana, trigo, milho, arroz, cevada, centeio, aveia, sorgo e coco

 

c) As espécies cultivadas e domesticadas de trigo (Triticum turgidum durum e Triticum aestivum aestivum) foram obtidas por um longo processo de seleção artificial. Nesse processo, houve pelo menos dois eventos de hibridização por poliploidia, que resultaram na origem de novas espécies. A formação de espécies de plantas alopoliploides acontece quando duas espécies diferentes cruzam e geram descendentes híbridos estéreis, cujo material genético é uma combinação dos genomas das espécies parentais. Posteriormente, devido a um fenômeno de duplicação do material genético que não é seguido pela divisão da célula, as plantas híbridas restauram sua condição fértil, dando origem a uma nova espécie poliploide.

A espécie Triticum turgidum durum foi formada pelo cruzamento entre as espécies parentais Triticum urartu (AA) e Aegilops sp. (BB). Cada uma delas apresentava células 2n = 14, de modo que o híbrido formado também apresentava 14 cromossomos (AB), uma vez que tanto o gameta masculino quanto o feminino dos parentais possuíam 7 cromossomos. Devido a um evento de duplicação do material genético, o número de cromossomos dobrou, originando, portanto, uma espécie tetraploide (BBAA), 4n = 28.

A espécie Triticum aestivum aestivum foi formada pelo cruzamento entre as espécies parentais Triticum dicoccum (BBAA) e Aegilops tauschii (DD). A primeira delas apresentava células 4n = 28, enquanto a segunda apresentava células 2n = 14, de modo que o híbrido formado apresentava 21 cromossomos (BAD). Os gametas de T. dicoccum possuíam 14 cromossomos, enquanto os gametas de A. tauschii possuíam 7 cromossomos. Devido a um evento de duplicação do material genético, o número de cromossomos dobrou, originando, portanto, uma espécie hexaploide (BBAADD), 6n = 42.