Biologia generale: riproduzione, ontogenesi e bauplan

BIOLOGIA GENERALE: riproduzione, ontogenesi e bauplan

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Quale processo porta alla formazione della cellula diploide con patrimonio ibrido?

Gli scopi della divisione cellulare sono due: l’accrescimento e la riproduzione.

1. La mitosi. È il processo di riproduzione asessuale che porta all’accrescimento dell’organismo o alla

sostituzione dei tessuti danneggiati; porta alla formazione di due cellule figlie identiche alla cellula

madre con patrimonio genetico diploide ed avviene in un’ordinata sequenza di fasi. Inizialmente il

filamento di DNA della cellula madre si despiralizza e forma la cromatina che viene duplicata in una

coppia esatta, così come gli organuli cellulari, poi i microtubuli formano il fuso mitotico che permette

ai cromatidi fratelli (fino ad allora tenuti insieme dal centromero) di separarsi e distribuirsi ai due poli

della cellula, infine il nucleo della cellula madre e il citoplasma si dividono per dare vita a due cellule

figlie.

2. La meiosi. È il processo che da una sola cellula parentale (o da un solo organismo) porta alla

formazione di cellule (o gruppi di cellule) figlie con partimonio genetico dimezzato. La meiosi avviene

nei modi più disparati nei diversi gruppi di animali: nell’uomo da una cellula diploide si generano

quattro cellule figlie (gameti) con corredo aploide, che per la nostra specie consiste in 23 cromosomi,

che dovranno poi unirsi ai gameti del partner di sesso opposto per formare un organismo diploide a

sua volta. I gameti femminili si chiamano cellule uovo mentre i gameti maschili si chiamano

spermatozoi.

Per riassumere possiamo dire che esistono due tipi di riproduzione: quella sessuale (con l’intervento dei

gameti, la meiosi) e quella asessuale (senza l’intervento dei gameti, che chiamiamo mitosi). Possiamo

definire la riproduzione come il processo di formazione di nuovi individui che sostituiranno i genitori nella

popolazione.

La riproduzione asessuale

I discendenti degli organismi che si riproducono per mitosi sono cloni dei loro genitori. La mitosi può

avvenire per:

Scissione binaria (nei protozoi) in questo caso il corpo dell’individuo adulto si divide in due parti

 subuguali.

Scissione multipla (protozoi e attinie) è analoga alla scissione binaria, cambia il numero di sezioni in cui

 si divide il corpo del genitore.

Strobilazione (scifozoi, anellidi...) alcuni polipi dividono il proprio corpo in modo trasversale a partire

 dalla zona apicale e le sezioni si staccano una dopo l’altra dando vita a meduse che si riprodurranno

sessualmente con altre meduse; da questa riproduzione nascerà una larva che si silupperà in polpo, il

quale quando sarà maturo di dividerà a sua volta per strobilazione. Lo stesso concetto è quello che

porta alla formazione delle proglottidi della tenia. È interessante notare che lo stesso individuo, con lo

stesso patrimonio genetico, può avere fenotipi diversi, e presentarsi quindi sotto forma di polipo o di

medusa.

Gemmazione (idrozoi, briozoi...) in questo caso i nuovi individui si sviluppano come gemme sui lati

 dell’individuo genitore e possono staccarsi come rimanere attaccate. Nel secondo caso si viene a

formare una colonia di gemmazione (idre).

Frammentazione (idrozoi, echinodermi...) questo tipo di riproduzione avviene negli animali marini

 grazie alla divisione di un organismo in diversi frammenti per autotomia. Da ciascun frammento si

rigenera un individuo completo (idre d’acqua dolce). La frammentazione avviene grazie alla prezenza

di cellule totipotenti negli organismi e si può innescare nel momento in cui, per esempio, un

movimento dell’acqua permette la migliore dispersione dei frammenti. Gli individui che si riproducono

in questo modo attuano un processo simile a quello che avviene quando le lucertole “abbandonano” la

coda o (in maniera ridotta) quando la sinfisi pubica di una donna diventa maggiormente flessibile

durante il periodo della gravidanza.

Poliembrionia è un tipo di riproduzione asessuale, ma “involontaria”, consiste nella formazione di più

 nuovi individui a partire da un solo zigote (ed è alla base della nascita dei gemelli omozigoti).

La riproduzione sessuale

Per quanto riguarda la riproduzione sessuale possiamo dire che la base di questo processo è il fenomeno

che chiamiamo coniugazione e che avviene fra batteri: anche se la loro riproduzione avviene per scissione

binaria, questi possono anche scambiarsi informazioni attraverso la membrana cellulare, attraverso questo

metodo “primitivo” che assicura una certa variazione nel patrimonio genetico.

La riproduzione sessuata avviene grazie ai gameti, che vengono prodotti dalle gonadi (derivati

mesodermici). Questo tipo di riproduzione, al contrario di quella asessuale, implica un dispendio

energetico elevato per la scelta del partner, per il corteggiamento e per avere la certezza che i gameti si

incontrino.Tipi di riproduzione sessuata sono:

Gonocorismo. È la condizione per cui le gonadi maschili e femminili si trovano su organismi diversi (e

 riconoscibili, anche grazie ai caratteri sessuali secondari, come i palchi nei cervidi o la criniera nei leoni),

ed è contrapposta all’ermafroditismo.

Fecondazione esterna negli invertebrati marini. Alcuni invertebrati che solitamente vivono in

 aggregati rilasciano uova e spermi in base alle condizioni ambientali; questo metodo implica un grande

dispendio energetico (soprattutto per gli individui femminili che devono produrre cellule uovo con un

vitello che sia in grado di nutrire lo