RIPRODUZIONE

INTRODUZIONE  Riproduzione Processo con cui da un organismo unicellulare o pluricellulare si originano nuovi individui. La riproduzione è una delle funzioni fondamentali dei viventi, perché permette la perpetuazione della specie. La riproduzione può essere di tipo asessuato o sessuato.

RIPRODUZIONE ASESSUATA La riproduzione asessuata consiste nella formazione di nuovi individui che risultano geneticamente identici a quello che li ha generati. Essa si basa su fenomeni di mitosi, che determinano la divisione di una cellula madre in due cellule lie.

La riproduzione asessuata negli organismi unicellulari Negli organismi unicellulari sono tipi di riproduzione asessuata la scissione, mediante la quale si ottengono due individui uguali e la gemmazione, o divisione ineguale, presente ad esempio nei lieviti, in cui, a partire da una cellula madre, si produce una cellula più piccola, destinata ad accrescersi dopo essersi staccata da quella originaria.

La riproduzione asessuata negli organismi pluricellulari Nei pluricellulari, i processi di riproduzione asessuata si verificano principalmente negli organismi meno evoluti. Molti invertebrati si riproducono mediante processi di divisione cellulare di particolari parti del corpo; ad esempio, nelle spugne, nei celenterati e nei platelminti si può verificare la gemmazione, ossia la formazione di "bottoni" che in seguito si staccano e originano nuovi individui identici all'individuo originario. Le idre possono dividersi in senso longitudinale. In molti vermi, come gli anellidi e i turbellari, si possono formare segmenti trasversali e, quindi, catene di nuovi individui che in seguito si staccano e si accrescono, raggiungendo le dimensioni dell'adulto. Anche la strobilazione presente nelle meduse è una forma di riproduzione asessuata; durante la fase del ciclo vitale in cui questi animali si trovano allo stadio di polipo, fissi al substrato, dalla parte apicale dell'individuo possono formarsi numerose strozzature e nuovi individui sovrapposti che si staccano progressivamente dall'individuo originario. Lo sviluppo per partenogenesi dalle cellule uovo non fecondate è tipico di certi insetti, come gli afidi, di crostacei, come gli ostracodi, e di piante, come alcune liliacee.

In animali più evoluti, come in molti artropodi e nei vertebrati, fenomeni di riproduzione asessuata sono molto più rari; può verificarsi la cosiddetta poliembrionia, ovvero la suddivisione di un embrione a stadi precoci di sviluppo, e la formazione di due o più embrioni identici; un esempio di tale fenomeno, nell'uomo, è la nascita di gemelli monovulari.

Nelle piante la riproduzione asessuata comprende diverse modalità mediante le quali possono formarsi nuovi individui a partire da un unico soggetto. Ne sono esempi gli stoloni della fragola, i bulbi dei gigli, i tuberi delle patate (Vedi Riproduzione vegetativa). ½ sono anche tecniche di riproduzione asessuata delle piante messe a punto dall'uomo, come la talea e la margotta (Vedi Proazione delle piante).

Sporulazione La formazione di spore (o sporulazione) derivanti da processi di mitosi rappresenta una modalità di riproduzione asessuata che permette all'organismo di generare forme resistenti, dalle quali si svilupperanno nuovi individui solo quando le condizioni ambientali diventeranno favorevoli.

Rigenerazione Alcuni platelminti, idroidi, policheti e nemertini mostrano un'eccellente capacità rigenerativa: quando si taglia uno di questi organismi a metà, il frammento anteriore sviluppa una nuova parte posteriore dall'estremità posteriore, mentre il frammento posteriore dà origine a una nuova parte anteriore dalla sua estremità frontale. La rigenerazione bidirezionale di questo tipo non si osserva tra gli insetti o i vertebrati; questi animali possono, tuttavia, talvolta rigenerare appendici. Ad esempio, gli arti di alcuni insetti, gli arti e le code degli anfibi urodeli (come il tritone) e le code delle lucertole possono rigenerarsi dopo essere state asportate.

RIPRODUZIONE SESSUATA La riproduzione sessuata si verifica mediante la fusione di due cellule, dette gameti, mediante il processo di fecondazione. Queste cellule, nelle specie con patrimonio genetico diploide (in cui vi sono due copie di ciascun gene), sono aploidi e derivano da un processo di meiosi. I gameti non sono geneticamente identici; essi possiedono tutti i geni tipici della specie, ma tali geni possono essere rappresentati da alleli differenti. La fusione di due gameti permette, pertanto, la nascita di un individuo in cui viene ripristinato il corredo genetico diploide, e che non risulta identico ad alcun altro individuo.

Nelle specie aploidi, come alcune specie di protisti e di alghe poco evolute, alcune cellule derivanti da normali processi di divisione mitotica si specializzano ad assumere la funzione di gameti. La fusione dei gameti porta in tal caso alla formazione di una cellula con patrimonio genetico doppio (zigote diploide); questo subisce quindi un processo di meiosi e origina nuovi individui aploidi (vedi Ciclo vitale).

La coniugazione negli unicellulari Numerosi organismi unicellulari effettuano scambi di materiale genetico mediante il processo di coniugazione, che non costituisce una vera e propria forma di riproduzione sessuata, ma permette comunque lo scambio di materiale genetico. In questo processo, infatti, due organismi unicellulari simili si uniscono, si scambiano il materiale genetico e quindi si separano; può seguire la riproduzione per scissione. Lo scambio di materiale genetico ha il significato di aumentare la variabilità genetica degli individui.

Organi riproduttivi La produzione dei gameti avviene di solito entro strutture particolari, che negli animali vengono dette gonadi. Nei funghi e nelle piante, i gameti sono prodotti in gametangi, come ad esempio gli archegoni e gli anteridi dei muschi. La maturazione dei gameti avviene quando l'organismo raggiunge la maturità; nei mammiferi e nell'uomo il periodo fertile inizia al momento della pubertà. Alcuni organismi sono comunque in grado di riprodursi pur mantenendo caratteristiche corporee larvali o, comunque, tipiche degli individui immaturi: tale fenomeno prende il nome di neotenia.

Negli animali, il tipo di gonade presente nell'organismo ne determina il sesso: la gonade da cui si formano gameti maschili, detti spermi o spermatozoi, è il testicolo; la gonade da cui derivano i gameti femminili, dette cellule uovo o ovuli, è l'ovaia. Negli animali inferiori, le gonadi possono essere estremamente numerose, mentre in quelli superiori sono in genere una o due. Negli animali inferiori, inoltre, è molto diffusa la contemporanea presenza in un unico organismo di entrambi i tipi di gonade: tale condizione è detta ermafroditismo. Nei molluschi polmonati si trova un'unica gonade, detta ovariotestis, capace di produrre gameti sia maschili sia femminili. Negli animali superiori, la condizione più comune è la gonocoria, ovvero la separazione dei sessi. Nelle piante, vi sono molte specie ermafrodite; vi sono anche piante dioiche, in cui ciascun individuo porta organi riproduttivi esclusivamente femminili o maschili.

FATTORI CHE INFLUISCONO SULLA RIPRODUZIONE Il processo di riproduzione è controllato da diversi fattori, di tipo sia ormonale sia ambientale. Infatti, fattori come l'aumento della quantità giornaliera di luce, o l'imminenza della stagione delle piogge, o l'aumento della temperatura media, costituiscono segnali che, percepiti dagli organismi mediante recettori sensoriali (negli animali) o molecole particolari, dette fitocromi (nelle piante), avvertono l'organismo che vi sono condizioni ambientali favorevoli per la riproduzione e per la sopravvivenza dei nuovi individui; sistemi di controllo chimico (come gli ormoni) e orologi biologici interni sincronizzano gli organismi con tali periodi favorevoli alla riproduzione, e stimolano la maturazione degli organi sessuali.

Molti organismi, in particolare gran parte delle piante, organismi unicellulari e animali inferiori (come celenterati e vermi) possono attuare entrambi i tipi di riproduzione: la 'scelta' dell'uno o dell'altro tipo è spesso determinata da fattori ambientali. In generale, la riproduzione asessuata permette alla specie di diffondersi rapidamente, e viene attuata perlopiù in condizioni ambientali costanti. La riproduzione sessuata viene preferita quando le condizioni sono più precarie e variabili: in tal caso, infatti, si generano individui tra loro diversi (vedi Biodiversità) e ciò aumenta la probabilità che almeno qualcuno di essi sia adatto alle nuove condizioni ambientali e possa permettere la sopravvivenza della specie. Vedi anche Selezione naturale.

ACCOPPIAMENTO La fecondazione negli animali può avvenire al di fuori del corpo dei due organismi coinvolti, mediante la liberazione dei gameti nell'ambiente esterno (liquido, o comunque umido, per permettere il movimento degli spermatozoi verso le cellule uovo). In tal caso si parla di fecondazione esterna. Quando il maschio deposita gli spermatozoi all'interno del corpo della femmina, si parla di fecondazione interna. Essa si realizza mediante l'accoppiamento.

Controllo dell'accoppiamento In natura esistono molti sistemi per favorire l'accoppiamento. La maggior parte degli animali segue precise stagioni riproduttive, sotto il controllo ormonale. Nelle femmine di gran parte dei mammiferi l'estro, o recettività al maschio, dura solo per un breve periodo all'anno, anche se i cani hanno uno o due periodi di estro e le vacche ne hanno più di due. La donna normalmente ha un ciclo riproduttivo, o mestruale, di 28 giorni, in cui l'ovulazione avviene circa 14 giorni prima dell'inizio della mestruazione; negli esseri umani, tuttavia, lo stimolo sessuale non è determinato solamente dal ciclo riproduttivo, ma anche da fattori di tipo culturale e ambientale. Nella maggior parte degli animali, la copulazione è preceduta da un periodo di corteggiamento; nell'uomo, invece, le pratiche di corteggiamento e accoppiamento (rapporto sessuale) sono state grandemente modificate da codici di comportamento sociale e religioso, che si sono via via radicati nelle diverse popolazioni.

Dopo la fecondazione, lo zigote che ne deriva va incontro a numerose divisioni cellulari e al differenziamento (vedi Sviluppo) che lo trasforma in embrione, feto e individuo adulto.