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A evolução levou a que a maioria das espécies deixassem de ser isogâmicas — com gametas semelhantes entre os dois sexos — e passassem a ser heterogâmicas, o que ajuda a explicar a diferença nos tamanhos.
Acontece com as células humanas, mas também em muitas outras espécies. Na maioria dos casos, as células dos óvulos são muito, muito, muito maiores do que as dos espermatozoides. Na nossa espécie, essa diferença é de 10 milhões de vezes — e agora já sabemos porquê.
Num estudo de Julho publicado no Journal of Theoretical Biology, os investigadores concluíram que foi a competição e a selecção natural que levou a esta discrepância no tamanho das duas células reprodutivas.
Através de um modelo matemático, os cientistas consideraram um tempo bem no início da evolução quando as espécies primitivas se reproduziam usando a fertilização externa. Nesse modelo, as células reprodutivas — ou gametas — maiores tinham uma vantagem porque podiam carregar mais nutrientes para o potencial zigoto.
Os gametas mais pequenos, contudo, exigem menos recursos para sem produzidos, o que coloca menos stress no progenitor. “Os organismos precisavam ou de produzir os maiores gametas com mais provisões ou as de produzir gametas mais pequenos que usam menos recursos”, afirma Daniel Abrams, autor do estudo, citado pelo Scitech Daily.
“Acreditamos que esta diferença no tamanho é quase inevitável, baseada nas assumições plausíveis sobre como a reprodução sexual e como a selecção natural funcionam”, acrescenta o professor de ciências de engenharia e matemática aplicada.
O modelo da equipa de cientistas da Universidade de Northwestern começa com a isogamia — um estado primitivo em que os gametas eram todos aproximadamente do mesmo tamanho e os masculinos e femininos eram morfologiamente idênticos.
A equipa desenvolveu depois e aplicou um modelo matemático simples para mostrar como a isogamia fez a transição para a heterogamia, um estado quando os gametas ou se tornaram muito pequenos ou muito grandes, sendo os precursores aos óvulos e espermatozoides associados aos sexos actualmente.
As contas do modelo mostraram que a heterogamia surgiu da competição pela sobrevivência num ambiente com recursos limitados, já que os gametas tinham uma maior probabilidade de sobrevivência se tivessem a vantagem do tamanho sobre os seus competidores.
Os organismos não podiam produzir muitas células sexuais sem precisarem de mais de mais recursos eles próprios — no entanto, podem poupar nutrientes produzindo muitos pequenos gametas.
“No início da evolução quando a reprodução sexual emergiu, os gametas eram simétricos, Mas isto é quanto a simetria quebra. Acabamos com alguns organismos especializados em grandes gametas e outros especializados em pequenos gametas”, explica Abrams.
Um mistério que ainda se mantém é porque é algumas espécies resistiram a esta mudança e continuam isogâmicas até aos dias de hoje, como alguns tipos de algas e fungos.
“Há algumas teorias sobre como surgiu a heterogamia, desde Darwin. As questões na biologia evolutiva são muito difíceis de testar porque só podemos estudar espécies que existem hoje. Não podemos saber como eram há milhares de milhões de anos. Usar modelos matemáticos pode dar novas ideias”, conclui o cientista.
