RIPRODUZIONE SESSUALE
L'importanza della riproduzione sessuata (o sessuale) risiede più che nell'aumento del numero degli individui, nella ricombinazione del loro patrimonio genetico. In tal modo vengono sostanzialmente migliorate le condizioni per l'adattamento e l'evoluzione.
La riproduzione sessuata consiste nell'unione di 2 cellule, detta Gamia, durante la quale avviene la fusione del loro contenuto. Il risultato della gamia è una nuova cellula chiamata Zigote. Il suo patrimonio genetico è dato dal patrimonio genetico delle cellule che si uniscono.
Le cellule possono essere differenziate in funzione della gamia:
- Gamete: Ovocita e Spermatozoo. Cellula riproduttiva, o germinale, matura destinata alla fusione con altra cellula.
I gameti hanno corredo cromosomico aploide, cioè dimezzato, atto all'unione con un altro gamete. Al momento della fecondazione i 2 gameti si uniscono mettendo in comune i due corredi e dando vita al nuovo individuo.
Gametogamia: Differenziazione delle cellule in gameti che successivamente si fonderanno.
Se ad incontrarsi sono i gameti.
Zigote: Cellula diploide che si ottiene con la fecondazione/gamia, ovvero la fusione di 2 gameti.
Gameti
Ci sono diversi tipi di unione fra gameti:
Gametogamia Isogama: Gameti identici sia morfologicamente, sia fisiologicamente
Gametogamia Anisogama: Gameti identici solo morfologicamente
Gametogamia Eterogama: Gameti diversi morfologicamente ma entrambi mobili
Gametogamia Oogama: Uno mobile (es.spermatozoo) e uno immobile (es.uovo)
Casi particolari di gamia, che si sono evoluti principalmente nei funghi, in un ambiente poco adatto a gameti mobili.
Gametangiogamia: Fenomeno attraverso il quale 2 gametocisti (organi unicellulari) o gametangi (organi pluricellulari), che sono le strutture che racchiudono i gameti, si fondono per permettere la fusione di 2 gameti al loro interno. Unione delle cellule che hanno formato i gameti.
Se ad incontrarsi sono i Gametangi (gameti
prodotti da organi pluricellulari).
Somatogamia: Riproduzione sessuale in cui le cellule che si uniscono sono in realtà cellule somatiche, non specializzate per la riproduzione. Unione di cellule non differenziate per la gamia. Se ad incontrarsi sono cellule somatiche non specializzate di segno opposto.
RIPRODUZIONE PER SPORULAZIONE* (Mitosi)
Consiste nella diffusione nell'ambiente di spore che daranno origine a nuovi organismi. Si può considerare come un caso particolare di frammentazione che si concretizza con la produzione, per mitosi, di cellule capaci di dare origine ad un individuo se le condizioni ambientali sono favorevoli. In quasi tutti i gruppi di organismi vegetali (procarioti ed eucarioti) si sono sviluppate cellule germinali asessuate, dette Agameti, che rappresentano un importante mezzo di moltiplicazione. Le spore vengono prodotte in determinate strutture dette Sporocisti (se unicellulari) e Sporangi (se pluricellulari). Se le spore vengono prodotte tramite
mitosi avremo la sporulazione che dà Mitospore o Cellule Mitotiche. La sporulazione causa la formazione di spore dello stesso sesso. È tipica dei funghi.Zoospore: spore flagellate
Aplanospore: prive di flagello
Endospore: formate all'interno della madre
Esospore/Conidiospore: portate all'esterno della madre
Come si producono i gameti?
In tutte le piante terrestri e nella gran parte dei protisti sono prodotti per mitosi da organismi con corredo cromosomico aploide. L'organismo che per mitosi produce gameti viene detto Gametofito (forma aploide dello sviluppo dei vegetali)
Germinazione: Passaggio dallo stadio embrionale, interno al seme, alla fase di accrescimento e sviluppo prima del germoglio e successivamente della pianta.
Il gametofito deriva quindi dalla germinazione di cellule formate mediante meiosi da un organismo diploide.
Le spore sono le cellule riproduttrici che germinando producono un nuovo individuo. Sono in grado di disperdersi nell'ambiente perresistere a condizioni avverse e successivamente generare (o rigenerare) un individuo vitale. Le spore sono distinte: 1. Secondo il modo di formazione: Spore mitotiche e spore meiotiche. 2. Secondo la funzione: Spore durature
RIPRODUZIONE PER SPOROGONIA* (Meiosi)
Le spore vengono prodotte attraverso una fase meiotica dallo sporofito che dà origine a Meiospore. Assicura un'alta variabilità genetica. Le Meiospore si allontanano dall'organismo che le ha prodotte e germinano dando origine ad organismi autonomi.
In tutte le piante terrestri e nella gran parte dei protisti si alternano due organismi:
- SPOROFITO, diploide, che si origina dallo zigote e mediante meiosi produce le meiospore aploidi che porteranno poi alla formazione dei gametofiti.
- GAMETOFITO, aploide, che si origina dalle meiospore e mediante mitosi produce i gameti che, in seguito a gamia, formano lo zigote.
Sporofito e gametofito possono alternare:
Generazioni Omomorfe con una morfologia e fisiologia
producono i gameti o le spore. Nel caso delle piante, si parla di generazioni eteromorfe quando le due generazioni, gametofito e sporofito, sono morfologicamente e fisiologicamente diverse. Questo significa che presentano caratteristiche distintive sia a livello di forma che di funzione. L'alternanza di generazioni può essere omomorfa o eteromorfa, a seconda che le due generazioni siano simili o diverse tra loro. Durante l'evoluzione delle piante pluricellulari, si è verificata molte volte una ripartizione regolare delle modalità di riproduzione in distinti momenti dello sviluppo ontogenetico. L'ontogenesi è l'insieme dei processi mediante i quali si compie lo sviluppo biologico di un organismo vivente, dall'embrione allo stadio adulto. L'alternanza di generazioni ha portato all'origine di diverse forme di alternanza di generazione. La generazione è il periodo dell'ontogenesi che inizia con un particolare tipo di germe e, dopo varie mitosi, si conclude con un altro tipo di germe. La denominazione delle generazioni segue quella dei germi da loro prodotti: 1. Gametofito: è la generazione che forma i gameti, le cellule riproduttive. Questa generazione è responsabile della produzione dei gameti maschili e femminili. 2. Sporofito: è la generazione che forma le spore, cellule che daranno origine a nuovi individui. Questa generazione è responsabile della produzione delle spore, che possono essere disperse e dare origine a nuove piante. In sintesi, l'alternanza di generazioni nelle piante pluricellulari comporta la presenza di due generazioni, il gametofito e lo sporofito, che si alternano nel ciclo di vita della pianta. Questa alternanza può essere omomorfa, quando le due generazioni sono simili tra loro, o eteromorfa, quando sono diverse sia morfologicamente che fisiologicamente.Danno origine ad altre cellule caratterizzate dalla medesima fase nucleare (n o 2n). Nei vegetali esiste una grande variabilità per quanto riguarda la fase nucleare che caratterizza gli individui che noi di norma riconosciamo in natura. A questo proposito si distinguono i seguenti cicli, il cui significato sistematico e filogenetico è molto differente: APLONTE – DIPLONTE – APLODIPLONTE
Il ciclo aplonte (o è tipico di molti procarioti, della maggior parte dei funghi e si trova anche in alcune alghe verdi. L'unica fase diploide del ciclo è rappresentata dallo zigote. I vegetali aplonti sono i più primitivi. Negli aplonti la gamia, con la conseguente formazione dello zigote, è immediatamente seguita dalla meiosi con la quale non vengono prodotti gameti, ma Meiospore. Ognuna di queste può accrescersi e formare un individuo formato da cellule con corredo cromosomico n (Aploide).
Mitosi limitate
all’aplofase = non esiste una fase diploide dell’organismo
Tutta la vita dell’organismo è aploide
Meiosi immediata alla germinazione dello zigote (2n)= unica cellula diploide
Immediata successione di parziale singamia e meiosi
Forma primitiva di alternanza
Organismi a basso livello di organizzazione (Protisti) - Alghe - Funghi
DIPLONTE a meiosi gametica)
Il ciclo diplonte (o è un ciclo biologico in cui gli individui di una specie sono rappresentati esclusivamente da organismi diploidi. È tipico di tutti gli animali, ma si riscontra anche in alcune alghe.
I diplonti sono l’opposto degli aplonti.
Alla gamia con formazione di zigote si succede una repentina suddivisione per mitosi in modo da produrre un individuo diploide, detto Diplofito.
Questo diplofito si accresce fino ad essere pronto per una nuova meiosi che darà origine a gameti
mitosi limitate alla diplonfase = non esiste una fase aploide
le spore sono le uniche cellule aploidi e funzionano
da gameti- meiosi precede la formazione dei gameti- immediata successione di parziale singamia e meiosiforma rara nelle piante (molto più diffusa nei metazoi)
Oomycota
Clorofite - Diatomee –APLODIPLONTE a meiosi sporica)
Il ciclo aplodiplonte (o è tipico di tutte le piante, dialcune alghe, e di alcuni funghi. È caratterizzato da due fasi:
- Una aploide, il gametofito, che produce i gameti,
- Una diploide, lo sporofito, che produce le spore.
Come nei diplonti la gamia porta alla formazione di zigoti che sidividono per semplice mitosi dando origine ad uno o più Sporofiti.
Questi, al momento della meiosi, non producono gameti, maMeiospore che, dividendosi per mitosi, danno origine ad uno o piùGametofiti, che al termine della loro differenziazione e crescitaprodurranno dei gameti.
- Alternanza di gametofito/sporofito
Sono presenti due generazioni nello stesso ciclo vitale.
L'organismo diploide, chiamato Sporofito, è sviluppatoper mitosi dallo
zigote (Unione di gameti aploidi)
I gameti sono prodotti da organi specializzati detti Gametangi.
La maturità dello sporofito porta alla produzione di spore, dette Meiospore, che sono aploidi, in quanto derivate da meiosi di cellule particolari che maturano in organi specifici chiamati sporangi. In condizioni che ne permettono lo sviluppo le spore germinano, sviluppando un organismo aploide chiamato Gametofito. Il gametofito è un individuo indipendente e, al momento della riproduzione, alcune sue cellule si sviluppano e, a seguito di alcune divisioni mitotiche, origineranno i gameti aploidi. Dall'unione di due gameti di categorie sessuali differenti, si svilupperà un nuovo zigote diploide, che darà inizio al nuovo ciclo.
Lo sporofito o il gametofito o entrambi possono anche riprodursi vegetativamente come nel caso in figura.
APLONTE
Gameti Gamia Zigote Meiosi Meiospore Mitosi Gametofito Mitosi Gameti
DIPLONTE
Gameti Gamia Zigote
Mitosi Diplofito Meiosi Gameti→ → → → → →APLODIPLONTEGameti Gamia Zigote Mitosi Sporofito Meiosi Meiospore Mitosi Gametofito Mitosi→ → → → → → → → →Gameti caratteristiche dei gameti.
Per parlare di sessualità è necessario tenere conto di alcune caratteristiche delle cellule che fanno Gamia.
Le cellule che fanno Gamia devono essere per lo meno fisiologicamente diverse.
Per gli ansiogameti o cellule somatiche (morfologicamente uguali) si parla di polarità sessuale (+ e -).
Per le cellule morfologicamente diverse il gamete più grosso e immobile è considerato quello femminile (cellula uovo).
CARATTERISTICHE DELL’ORGANISMO CHE PRODUCE GAMETI
Devono produrre o solo gameti maschili o solo femminili.
Se li produce entrambi si tratta di ermafroditismo per cui non si può parlare di sessualità.
Nel ciclo aplonte la sessualità è legataa
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