Os diferentes tipos de café que consumimos nem sempre vêm da mesma espécie de planta. As duas espécies de café mais utilizadas são Coffea canephora e Coffea arabica. A primeira é diploide (2n = 22) e a segunda é tetraploide (2n= 44). Acredita-se que a espécie tetraploide surgiu de um cruzamento natural entre C. canephora e C. eugenioides, ambas diploides, há milhões de anos. De fato, as análises genéticas atuais nos cromossomos de C. arabica detectam os alelos de ambas as origens.
A alteração cromossômica que poderia explicar o surgimento do café da espécie C. arabica é:
A) Duplicação em uma das plantas parentais antes do cruzamento.
B) Inversão durante a meiose gamética em ambas as plantas parentais.
C) Separação desigual na meiose gamética de uma das plantas parentais.
D) Falha na separação durante a meiose gamética em ambas as plantas parentais.
E) Deleções durante as primeiras mitoses zigóticas na planta descendente C. arabica
Resolução em Texto
Matérias Necessárias para a Solução
- Genética
- Citologia (cromossomos e divisão celular)
- Evolução (formação de novas espécies)
Nível da Questão
Médio. A questão exige conhecimento sobre poliploidia, mecanismos de alterações cromossômicas e capacidade de interpretação detalhada.
Gabarito
Alternativa A: Duplicação em uma das plantas parentais antes do cruzamento.
Resolução Passo a Passo
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
O comando da questão pede para identificar qual alteração cromossômica explica o surgimento de Coffea arabica, uma espécie tetraploide (2n = 44), a partir de cruzamentos entre espécies diploides (2n = 22). O objetivo é determinar qual tipo de alteração poderia resultar na duplicação de todo o genoma, levando ao número tetraploide.
- Palavras-chave:
- Diploide (2n = 22), Tetraploide (2n = 44)
- Cruzamento natural
- Alteração cromossômica
- Coffea arabica, Coffea canephora, Coffea eugenioides
Passo 2: Tradução e Interpretação do Texto
O enunciado menciona que:
- C. arabica (2n = 44) teria se originado de um cruzamento natural entre duas espécies diploides: C. canephora e C. eugenioides.
- Os cromossomos de C. arabica contêm alelos das duas espécies parentais, indicando que ambas contribuíram geneticamente.
- Para que o número cromossômico dobrado seja mantido (44), uma duplicação cromossômica prévia deve ter ocorrido em pelo menos um dos parentais, resultando em gametas com genomas duplicados (n = 22).
Contexto: Trata-se de uma questão sobre o mecanismo de poliploidia, um evento comum na evolução de plantas, onde falhas em divisões celulares levam à formação de indivíduos com múltiplos conjuntos de cromossomos.
Passo 3: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
Poliploidia: É o aumento no número de conjuntos completos de cromossomos em um organismo.
- Exemplo: Um organismo diploide (2n) pode se tornar tetraploide (4n) por duplicação de todos os cromossomos.
Erro em Divisão Celular:
- Durante a meiose, erros como falha na segregação (não disjunção) podem resultar em gametas com cromossomos duplicados.
- Durante a mitose, duplicações no genoma podem ocorrer sem divisão celular, formando células poliplóides.
Cruzamentos Naturais: Quando um gameta duplicado (2n) de um parental se une ao gameta haploide (n) de outro, forma-se um indivíduo triploide (3n). Contudo, se ambos os gametas são duplicados (2n x 2n), o zigoto formado será tetraploide (4n).
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio
Para que C. arabica (2n = 44) surja, é necessário que um cruzamento entre dois parentais diploides (2n = 22) resulte em um zigoto com o genoma duplicado (4n = 44).Isso seria possível se:
- Um dos parentais tivesse uma duplicação prévia de todo o genoma (gameta 2n) antes do cruzamento.
- Após o cruzamento, o zigoto formado seria tetraploide, preservando o número 4n.
A alternativa A menciona a duplicação em um dos parentais antes do cruzamento, explicando a formação de um gameta duplicado e, portanto, é a mais apropriada.
Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução
Alternativa A:
Duplicação em uma das plantas parentais antes do cruzamento.
- Correta, pois explica a formação de gametas duplicados em um parental, resultando em um zigoto tetraploide (4n = 44).
Alternativa B:
Inversão durante a meiose gamética em ambas as plantas parentais.
- Incorreta, porque a inversão altera apenas a sequência dos genes em um cromossomo, mas não altera o número total de cromossomos ou ploidia.
Alternativa C:
Separação desigual na meiose gamética de uma das plantas parentais.
- Incorreta, pois uma separação desigual (não disjunção) resultaria em gametas com números desiguais de cromossomos (ex.: n + 1 ou n – 1), o que levaria a aneuploidia, não tetraploidia.
Alternativa D:
Falha na separação durante a meiose gamética em ambas as plantas parentais.
- Incorreta, pois a falha em ambos os parentais formaria gametas triploides (3n), não explicando o surgimento de um organismo tetraploide (4n).
Alternativa E:
Deleções durante as primeiras mitoses zigóticas na planta descendente C. arabica.
- Incorreta, porque deleções removem segmentos de DNA, mas não duplicam cromossomos nem aumentam a ploidia.
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
A origem da Coffea arabica como espécie tetraploide se deve a uma duplicação cromossômica prévia em um dos parentais antes do cruzamento natural, o que permitiu a formação de gametas duplicados (2n). Assim, ao cruzar com outro gameta (n), formou-se um zigoto tetraploide (4n = 44), preservando alelos de ambas as espécies parentais.
Resumo Final: A duplicação cromossômica é uma estratégia comum na evolução de plantas, sendo essencial para o surgimento de espécies poliplóides como C. arabica. A alternativa A é a única que explica adequadamente o fenômeno descrito.
