La riproduzione

La riproduzione, in biologia, è l'insieme dei meccanismi mediante i

quali gli esseri viventi provvedono alla conservazione della propria

specie generando nuovi individui simili a sé e che subentreranno al

genitore, o ai genitori, nella popolazione. La riproduzione si prefigge

lo scopo biologico di perpetuare la specie nel tempo, ma nella

generalità degli organismi pluricellulari ha anche lo scopo di

moltiplicare il numero di individui inducendo la crescita della

popolazione.

La Moltiplicazione cellulare

Una cellula può dividersi mantenendo invariato il proprio

corredo cromosomico e generando due cellule figlie

geneticamente uguali, oppure può dimezzare il corredo

cromosomico generando da una a quattro cellule figlie che

avranno un corredo cromosomico differente.

Il primo fenomeno, noto come mitosi, coinvolge sia cellule

aploidi sia cellule diploidi e si identifica con la moltiplicazione

cellulare. Lo scopo della moltiplicazione cellulare è quello di far

accrescere un organismo oppure di incrementare una

popolazione di organismi geneticamente uguali.

Il secondo è la meiosi.

Sulla base di questi elementi, si riconoscono due forme di

riproduzione: una che presuppone la mitosi e viene detta

riproduzione asessuata, l'altra presuppone l'alternanza fra

meiosi e cariogamia e viene detta riproduzione.

Il secondo fenomeno, noto come meiosi, coinvolge solo cellule

diploidi e rappresenta la prima fase di un fenomeno sessuale, in

quanto si alterna con la cariogamia, evento inverso attraverso il

quale i corredi cromosomici di due cellule aploidi, dette gameti si

fondono per formare un'unica cellula diploide detta zigote.

Lo scopo biologico della sessualità è quello di introdurre in una

popolazione elementi di variabilità genetica per mezzo delle

mutazioni e della ricombinazione genica.

La divisione mitotica negli organismi unicellulari si identifica

sempre con la riproduzione, in quanto da una cellula

individuo si originano due cellule individuo; attraverso la

divisione mitotica gli organismi unicellulari ottengono perciò

sia la perpetuazione della specie sia l'incremento numerico

della popolazione. La sessualità degli organismi unicellulari

non contribuisce alla crescita della popolazione, in quanto

da due individui se ne forma solo uno. In questi casi la

sessualità ha il fine di perpetuare la specie nel tempo

oppure di incrementare la variabilità genetica in una

popolazione.

Negli organismi pluricellulari la mitosi è fondamentalmente

il meccanismo con cui si svolge l'accrescimento del singolo

individuo e, in alcuni microrganismi, anche la riproduzione.

Riproduzione e dinamica di popolazione

Benché le due modalità siano molto diverse, la

riproduzione sessuale e quella asessuale producono in

genere un numero di discendenti maggiore del numero dei

genitori, compensando così l'incapacità dei singoli individui

di sopravvivere alle sfide con l'ambiente.

All'interno di un ciclo biologico che presuppone la

successione di più generazioni, possono però verificarsi

eventi riproduttivi (che in genere corrispondono ad una

riproduzione sessuale) in cui il numero di discendenti è

inferiore a quello dei genitori.

Eventi di questo tipo si riscontrano, ad esempio, negli Afidi,

nei quali la moltiplicazione è affidata alla riproduzione per

partenogenesi, mentre con l'accoppiamento di due individui

di differente sesso (anfigonici) si verifica un solo atto

fecondativo che porta alla formazione di un solo uovo.

In questi casi la riproduzione ha lo scopo di permettere la

sopravvivenza della specie ad una condizione ambientale

sfavorevole oppure di sfruttare i la variabilità genetica,

derivata dalla ricombinazione genica associata alla

sessualità, all'interno di una popolazione in cui la

moltiplicazione è fondamentalmente basata sulla

riproduzione asessuale.

In un ecosistema in equilibrio l'entità della popolazione di

una determinata specie si mantiene costante, tuttavia in

alcune specie si possono verificare fluttuazioni della

popolazione nel breve o nel medio periodo, dovute

essenzialmente al tipo di strategia adottata nella dinamica

di popolazione:

le specie con riproduzione basata sulla strategia r(potenziale biotico) alternano fasi di crescita esponenziale ad altre di crollo della popolazione determinato dalla resistenza dell'ambiente (incremento della popolazione degli antagonisti, competizione alimentare intraspecifica, incremento delle malattie, ecc.);

le specie con riproduzione basata sulla strategia K (capacità portante del sistema) hanno dinamiche più stabili anche nel breve periodo in quanto il numero di discendenti, al netto della mortalità, si mantiene sostanzialmente invariato di generazione in generazione.

Nella strategia r, propria delle piante, dei microrganismi, dei funghi, della maggior parte degli animali (soprattutto fra gli Invertebrati), l'energia è investita nel produrre un elevato numero di gameti e zigoti; dall'impatto con l'ambiente si avrà un'elevata mortalità, ma il numero di discendenti che sopravvivono e giungono alla maturità sessuale è così alto, in termini assoluti, da permettere anche temporanee fasi di crescita esponenziale.

Nella strategia K, propria della maggior parte degli Uccelli e dei Mammiferi, l'energia è investita nello sviluppo e nella sopravvivenza del singolo individuo: in queste specie sia il tasso di riproduzione sia il tasso di mortalità sono relativamente bassi e la popolazione mostra una sostanziale stabilità in equilibrio con l'ecosistema.

La riproduzione asessuale

La riproduzione asessuale, detta anche agamia o riproduzione

asessuata, agamica, vegetativa genera individui che mantengono,

salvo mutazioni, il patrimonio genetico dei genitori. È l'unica forma di

riproduzione dei procarioti, mentre negli eucarioti si affianca spesso alla

riproduzione sessuale, tranne che nei ciliati e in alcune piante ibride o

poliploidi. È praticamente assente negli animali superiori.

Alla base della riproduzione asessuale è l'assenza di fenomeni sessuali

e di ricombinazione genetica: le cellule che danno origine ai nuovi

organismi si sono infatti originate esclusivamente per divisione mitotica,

con il mantenimento invariato del corredo cromosomico (aploide o

diploide) e senza alcun scambio di geni fra cromosomi omologhi.

Essendo basata fondamentalmente sulla mitosi, produce un insieme di

discendenti, che costituiscono un clone, identici all'individuo generante

(fondatore) geneticamente.

La riproduzione asessuata può avvenire come:

scissione, dove un individuo generante produce individui generati assolutamente identici tra di loro e al generante attraverso la divisione del suo corpo. Quando la divisione avviene separando l'animale in due parti identiche, longitudinalmente, si parla di scissione binaria (tipico delle planarie), altrimenti si ha una scissione multipla con la formazione di numerosi individui (Anellidi, Cnidari, Apicomplexa).

frammentazione, in cui una parte dell'organismo che si distacca rigenera un individuo completo. La si nota frequentemente tra i vegetali, come nei bulbi delle Liliaceae che producono bulbilli laterali. Una forma particolare di frammentazione è visibile in alcune attinie attraverso un procedimento detto lacerazione pedale consistente nella perdita di cellule del piede dell'animale abbandonate sul substrato, le quali si moltiplicano generando individui completi. Si conoscono molti casi in cui l'autotomia, ovvero una tendenza posseduta da varie specie per l'autoamputazione di parti del corpo in caso di pericolo, può rivelarsi importante ai fini riproduttivi. Ad esempio le stelle marine sono in grado di rigenerare un braccio perso e, questo, (se attaccato ad un pezzo del disco centrale) è in grado di ricostituisce l'intero individuo.

gemmazione, che prevede la formazione di gemme laterali che si separano definitivamente dando vita a nuovi individui o rimangono unite formando una colonia, come nel caso dei coralli ed altri Cnidari. Si può parlare di gemmazione anche nel caso di organismi unicellulari, quando una normale scissione produce due cellule figlie dalle dimensioni diverse e contenuto citoplasmatico non egualmente ripartito.

poliembrionia, cioè divisione in più parti dello zigote o dell'embrione nei primissimi stadi di sviluppo, di solito durante la segmentazione. Alla poliembrionia si devono i gemelli monozigotici (fenomeno noto anche per la specie umana), che, originandosi da un unico uovo fecondato, sono tutti dello stesso sesso, possiedono una placenta comune. I gemelli biovulari, dal punto di vista della loro origine, non sono altro che fratelli derivando da due cellule uovo differenti. Quando la poliembrionia avviene in una larva libera nell'ambiente, prende il nome di amplificazione larvale.

sporulazione, la formazione per mitosi di particolari cellule riproduttive, le mitospore, in grado di generare un nuovo individuo in contesti ambientali favorevoli. Prodotte in particolari cellule specializzate (sporocisti), le mitospore sono munite di una spessa parete di protezione che permette loro di resistere a condizioni avverse. Possono essere mobili, munite di flagelli (zoospore), oppure esserne prive (aplanospore). In alcuni funghi terrestri è prodotto un particolare tipo di aplanospore esogene (cioè esterne alla sporocisti), dette conidiospore.

Riproduzione sessuata

La riproduzione sessuale (o sessuata, o gametica, o anfigonica, o

gamia) è il processo attraverso cui opera l'evoluzione e si correla ad

aspetti di notevole peso evoluzionistico come la "sopravvivenza del più

idoneo" e la fitness. Contrariamente alla precedente, presuppone la

formazione di cellule specializzate: i gameti, che di norma vengono

prodotte per meiosi e sono aploidi, cioè con corredo cromosomico

dimezzato rispetto a quello dell'individuo generante.

In genere vi sono due tipi di gameti: quello maschile, più piccolo e

mobile, e quello femminile, più grosso, meno mobile e contenente le

sostanze di riserva necessarie per lo sviluppo dell' embrione .

Negli animali i gameti femminili si chiamano uova e quelli

maschili spermatozoi. La principale conseguenza dovuta

alla divisione cellulare meiotica consiste nel

rimescolamento del materiale ereditario dando luogo, in

seguito alla fusione del gamete femminile con quello

maschile, ad individui geneticamente diversi fra loro e dai

genitori. Questi meccanismi di riproduzione possono

verificarsi sia in specie dioiche che ermafrodite.

Ecco i tipi fondamentali di riproduzione sessuale:

Anfigonia: fecondazione di due gameti per formare una nuova cellula, lo zigote. Partenogenesi: riproduzione tramite sviluppo di gameti femminili senza fecondazione. Ginogenesi: simile alla partenogenesi con attivazione del processo da parte di uno spermatozoo. Ibrido genesi: riproduzione anfigonica senza ricombinazione del materiale genetico.

La riproduzione gamica di un organismo, è quella riproduzione secondo cui i caratteri ereditari dei genitori, si rimescolano in modo da portare una sopportazione migliore delle condizioni ambientali in cui vive l'organismo che le possiede.Questa riproduzione rende più facile il processo evolutivo

Mammiferi

I Mammiferi sono a sessi separati ed hanno fecondazione interna.Nei Mammiferi sono presenti due testicoli che, nella maggior parte dei casi, discendono e rimangono permanentemente nello scroto, che è un diverticolo della parete addominale.

In alcuni Mammiferi come i Roditori, i testicoli scendono solo nel periodo riproduttivo, nei Proboscidati, Serenidi, Monotremi e Cetacei, i testicoli restano sempre intraddominali.

Nei testicoli avviene la produzione degli spermatozoi che, con il liquido seminale sono convogliati dalle vie genitali verso l'organo copulatore (pene); il canale (uretra) del pene riceve pure l'urina proveniente dalla vescica urinaria.

I Monotremi sono ovipari e producono grosse uova ricche di tuorlo; le femmine possiedono due ovidutti, ma funziona solo quello di sinistra, mentre il destro è atrofizzato. L'ornitorinco depone due uova che sono incubate in un nido per circa un mese, l'echidna depono un solo uovo, che viene deposto in una sorta di marsupio, dove rimane per circa 10 giorni; un "dente dell'uovo" permette agli embrioni di rompere il guscio al momento della schiusa.I piccoli sono allattati per alcuni mesi.

I Marsupiali sono vivipari, la gestazione è di breve durata (13 giorni negli opossum, poche settimane nei canguri); il piccolo alla nascita è prematuro e completa il suo sviluppo nel marsupio, che è permanente, qui si attacca con la bocca ad un capezzolo, che si gonfia in modo che non possa staccarsi. Durante la crescita il latte cambia di composizione e si arricchisce di nuove sostanze; il piccolo uscirà dal marsupio a sviluppo completo.

I Placentati possiedono un'unica vagina in cui sbocca l'utero; l'orifizio anale è separato da quello urogenitale che nella femmina è la vagina e nel maschio è il pene, che funziona anche come organo per l'uscita degli spermatozoi.

Fecondazione.La Fecondazione è sempre interna e la prole viene nutrita con il latte dopo la nascita.I Mammiferi meno evoluti comeOrnitorinco ed Echidne depongono uova simili a quelle dei rettili che vengono poi incubate.Essi sono Enorchidi, non hanno invogli testicolari in quanto non si ha la discesa dei testicoli però dalla regione addominale passano sotto al perineo.

Gli Opossum, i Canguri e gli altri Marsupiali producono uova che si sviluppano per alcune settimane nell’utero, quindi i “feti” immaturi strisciano fino al marsupio ventrale e sull’addome della femmina, dove si attaccano ai capezzoli per ricevere il nutrimento e vi rimangono fino al termine dello sviluppo.

A : Apparato genitale dei Monotremi B: Apparato genitale dei Lagomorfi

In tutti i Mammiferi Superiori, le minute uova vengono

trattenute più a lungo nell’utero, che si modifica per

accoglierle e nutrirle sviluppando una placenta.

Solitamente ci si riproduce in un periodo definitivo dell’anno

(Spesso primavera e inverno). Spesso si ha solo una

figliata all’anno, i roditori sono una eccezione.

Nei roditori si ha la discesa dei testicoli durante il periodo

riproduttivo.

CRIPTORCHIDISMO: Non avviene la discesa dei testicoli

e quindi a parte gli enorchidi, poiché la T è molto elevata

per gli spermatozoi, si ha la loro inattivazione.

CICLO ESTRALEProestro: PREPARAZIONE ALL’ACCOPPIAMENTO:Aumento dell’attività degli organi riproduttori

I follicoli/o si accrescono rapidamente.L’utero aumenta di volume con la mucosa congesta ed edematosaIperemia della mucosa vaginale con modificazioni delle celluleepiteliali (corneificazione), aumento della secrezione.

Estro: ACCETTAZIONE DEL MASCHIOLa femmina è disponibile all’accoppiamento. Secrezione aumentatadelle ghiandole uterine, cervicali e vaginali. Aumento di volume dellavulva e della vagina che diventano edematose. La cervice è rilasciata.Posizioni atta all’accoppiamento (calore).

Metaestro:TRASFORMAZIONI PROGRESSIVEFormazione del corpo luteo. La secrezione delle ghiandoleuterine aumneta, ma diminuisce quella vaginale.Presenza di cellule epiteliali normali e leucociti.

Diestro: Quiscenza degli organi sessualiFase compresa tra due periodi calore successivi.La cervice è chiusa. La vagina è pallida.Scarsa presenza di muco cervicale e vaginale

Anaestro: periodo prolungato di riposo sessuale durante il quale la funzioneovarica è sospesa.

L’estro , la gravidanza e la lattazione sono regolati da ormoni

ipotalamici, ipofisari e ovarici; i fattori ambientali, quali la

lunghezza del giorno e la temperatura influenzano l’attività

ipofisaria.

Il periodo di gravidanza varia in base alla mole dell’animale.

Il numero dei nati è inversamente proporzionale alla mole

dell’animale.

I rapporti fra i sessi durante il periodo riproduttivo sono vari, in alcuni

carnivori avviene che il maschio rimane insieme alla femmina e l’aiuta a

raccogliere il cibo finché i piccoli non sono svezzati.

Molti mammiferi sono promiscui nell’accoppiamento, cioè più di un

maschio copula con la stessa femmina durante il suo periodo recettivo.

La poligamia , un maschio con più femmine, è abituale nei bovini, nei

cavalli selvatici etc…

La Prole è precoce nelle Lepri, nei cervidi e nel Bestiame

(cui termine si riferisce ad insieme di animali domestici che

producono: cibo, fibre tessili, o vengono utilizzati per il

lavoro. Ne fanno parte suini, bovini, ovini, cervi, cavalli

pollami) ed è capace di camminare, ha occhi aperti ed è

subito rivestita di peli.

La Prole è inetta nei conigli domestici e nella > parte dei

roditori, dei carnivori (ove è nuda), cieca, incapace di

camminare e alimentarsi alla nascita e richiede un lungo

periodo di sviluppo in un nido prima di diventare

indipendente.

Le cure parentali.

In etologia, è un insieme di comportamenti effettuati dagli

individui allo scopo di favorire la crescita e le probabilità di

sopravvivenza della propria prole. Il termine comprende

l'investimento di energia di un individuo nella produzione delle

cellule riproduttive (gameti) e nel corteggiamento, dal momento

che tali attività sono finalizzate al buon esito della riproduzione;

secondo altri autori, il termine va inteso in senso più

circoscritto e si limita alla descrizione delle cure e

dell'investimento di energia che i genitori dedicano alla

protezione delle uova fecondate e alla prole vera e propria.