MECCANISMI E STRATEGIE DELLA RIPRODUZIONE

La riproduzione è l'unico modo per cui una specie riesce ad assicurare la propria sopravvivenza.

Si sono evoluti molti differenti metodi di riproduzione, ma tutti possono essere raggruppati in due tipi fondamentali: la riproduzione asessuale (o vegetativa) è la produzione di prole per opera di individui genitori senza l'intervento di cellule sessuali; la riproduzione sessuale è la produzione di prole in cui intervengono uova e spermatozoi chiamati collettivamente gameti.

Riproduzione asessuale;

La riproduzione asessuale avviene quando un genitore si scinde, produce gemme, o si frammenta per formare parti, ciascuna delle quali può svilupparsi in un animale distinto.

I discendenti prodotti detti cloni sono geneticamente identici ai genitori. La riproduzione asessuale avviene in vari modi ed è comune nei protozoi ed in molti invertebrati, in particolar modo nei poriferi, negli cnidari, nei platelminti, negli anellidi e negli echinodermi.

Scissione:

La scissione è la riproduzione per divisione di un genitore in due o più parti; la scissione binaria, cioè la divisione di un genitore in due parti più o meno uguali, è comune nei protozoi.

Il piano di divisione può essere trasversale, longitudinale o asimmetrico, secondo la specie.

La scissione multipla, ovvero la divisione del genitore in tre o più parti che diventano nuovi individui, avviene in molti protozoi ed in parecchie attinie ed anellidi.

Gemmazione:

In questo caso i discendenti si sviluppano come piccole proliferazioni o gemme, dal genitore. Le gemme possono separarsi dal genitore e diventare individui indipendenti, oppure rimanere attaccati e dare vita ad una colonia.

Frammentazione:

Attraverso la frammentazione molti animali rigenerano parti del corpo che sono andate perdute a causa di lesioni, come quelle subite durante gli incontri con i predatori. Le stelle marine ed i gamberi sono in grado di staccare appendici del corpo per sfuggire al predatore con un processo chiamato autotomia.

Quando l'alimento è abbondante certe attinie si riproducono con un processo detto lacerazione pedale: mentre un genitore si muove lungo il substrato, gruppi di cellule si staccano dalla base del genitore e finiscono con lo svilupparsi in nuovi individui.

Poliembrionia:

Questo processo asessuale segue direttamente la produzione di un uovo fecondato: la poliembrionia è la divisione di un uovo fecondato in due o più cellule identiche che successivamente si sviluppano dando origine ad un clone geneticamente identico.

Questo processo si svolge in molte specie di imenotteri che depongono le uova in altri insetti; avviene inoltre anche nell'uomo nella produzione di gemelli identici (gemelli monozigotici), nonché nella produzione di quadrigemini nell'armadillo.

Amplificazione larvale:

Nell'amplificazione larvale si dividono e si moltiplicano gli stadi larvali (anziché l'uovo fecondato). Questo processo si svolge nel ciclo biologico di molti platelminti parassiti, esso aumenta la probabilità che un singolo uovo fecondato produca almeno un platelminta larvale capace di trovare un ospite idoneo.

Vantaggi e svantaggi della riproduzione asessuale:

Di vantaggi la riproduzione asessuale pare averne molti, come ad esempio il fatto che elimina la necessità che maschi e femmine si ritrovino durante i periodi sessualmente fertili potendo dedicare quindi maggior tempo alla produzione della prole. Conseguentemente gli individui che si riproducono asessualmente in ambienti favorevoli possono formare grandi popolazioni.

Il potenziale svantaggio della riproduzione asessuale è che tutti i discendenti sono geneticamente uguali difatti, in questo tipo di riproduzione, l'unica fonte di variabilità genetica sono le mutazioni geniche favorevoli che però si producono con una frequenza molto bassa.

Nonostante che individui geneticamente simili possano prosperare in ambienti a loro congeniali, se l'ambiente stesso dovesse cambiare in misura tale da renderne impossibile la sopravvivenza, tutta la specie scomparirebbe.

Riproduzione sessuale

È la produzione di prole con l'intervento di cellule sessuali, dette gameti che sono formati da cellule germinali organizzate in organi sessuali detti gonadi (testicoli e ovari). La fecondazione avviene per fusione dei nuclei dell'uovo e dello spermatozoo per formare un nucleo di fusione all'interno della nuova cellula detta uovo fecondato o zigote. Il nucleo dello zigote possiede un numero doppio di cromosomi rispetto a quello dei gameti.

Vantaggi e svantaggi della riproduzione sessuale

Il grossissimo vantaggio è quello della variabilità genetica che implica migliori adattamenti ad ambienti variabili.Quando si producono mutazioni geniche nelle specie asessuali, queste si trasmettono solo ai membri del clone; diversamente per le specie sessuali le mutazioni coesistono in una nuova generazione.

Il potenziale svantaggio è che le mutazioni geniche possono produrre effetti letali.

Vantaggi dall'avere sia la riproduzione asessuale che sessuale

Viene usata la riproduzione asessuale quando le condizioni ambientali sono favorevoli, in quanto ha il vantaggio di un'espansione rapida ed energicamente poco costosa. La riproduzione sessuale viene scelta quando le condizioni ambientali si vanno deteriorando.

Cromosomi e meiosi

I gameti hanno un numero di cromosomi pari alla metà dello zigote. La meiosi dimezza il numero di cromosomi (precede la formazione dei gameti o è inclusa in essa) e le cellule che produce hanno un singolo genoma che è il numero aploide di cromosomi (1n). Quando i gameti si fondono lo zigote ha 2 genomi, che sono un numero diploide di cromosomi (2n).

I cromosomi di una coppia sono i cromosomi omologhi che portano i geni per gli stessi caratteri. Quando la meiosi dimezza il numero di cromosomi, i cromosomi di ciascuna coppia omologa vanno a finire in differenti gameti.Durante gli stadi precoci della meiosi i cromosomi omologhi si appaiono con i loro partner e si scambiano tratti di DNA (crossing-over cromosomico). Durante il crossing-over i cromatidi fratelli si spezzano e pezzi reciproci residenti sui cromosomi omologhi si riuniscono per formare differenti cromatidi (ricombinazione genetica).

CROMOSOMI                                   RICOMBINAZIONE GENETICA

OMOLOGHI 

2 Cromatidi fratelli        

Ovogenesi e spermatogenesi

Spermatogenesi: gli spermatogoni si moltiplicano per mitosi e danno spermatociti, che subendo

la meiosi danno spermatociti di 1°ordine che dopo la prima divisione danno

spermatociti di 2°ordine che subiscono la seconda divisione e danno 4

spermatidi.Questi si attaccano alle cellule di Sertoli nei tubuli seminiferi dove

vengono nutriti e differenziati in spermatozoi maturi. Lo spermatozoo presenta

all'apice della capocchia una vescicola acrosomica piena di enzimi, che sono

capaci di degradare la membrana dell'uovo per entrare dentro.

Ovogenesi: l'oogono è la cellula per la formazione dell'uovo che si circonda di uno strato di

cellule di sostegno che formano tutti insieme il follicolo primario. Questo si

accresce mentre gli oogoni si ingrandiscono diventando ovociti di 1°ordine per poi

diventare di 2°. Il follicolo contenente l'ovocita di 2°ordine si ingrandisce a formare

il follicolo di Graaf. Rottosi il follicolo l'ovocita maturo viene liberato.

Il vitello è contenuto nelle uova e fornisce l'energia ed il materiale da costruzione

per l'embrione in sviluppo.

Variazioni della riproduzione sessuale

Partenogenesi: sviluppo fino alla maturità di uova non fecondate; per esempio le api operaie e

la regina si sviluppano da uova fecondate e sono diploidi, mentre i maschi

(fuchi) si sviluppano per patogenesi e sono apolidi.

Ermafroditismo: sono specie monoiche (dotati sia di ovari che di testicoli). Sono incapaci di

autofecondarsi poiché la produzione di uova o spermatozoi avviene in momenti

diversi.