Riproduzione nel mondo animale

STRATEGIE PARTENOGENETICHE

Partenogenesi rudimentale: Avviene in specie a riproduzione anfigonica (sessuata), quando ha luogo un processo di auto-attivazione dell'uovo, senza che questo venga fecondato da uno spermatozoo. Segue la degenerazione dell'embrione.

Partenogenesi accidentale: All'auto-attivazione dell'uovo segue la ricostituzione di un genoma diploide, omozigote in tutti i loci, avente 2 assetti aploidi identici e per questo aspetto risulterà più debole dei conspecifici, date le combinazioni geniche letali o sub-letali per l'organismo. Es. Partenogenesi accidentale arrenotoca del Tacchino, alcune Farfalle e Acari.

Partenogenesi facoltativa: Avviene in talune specie, quando i gameti femminili possono svilupparsi sia partenogeneticamente che anfigonicamente; in queste specie la meiosi è regolare. Se si ha fecondazione si sviluppano individui di entrambi i sessi per anfigonia. Se manca la fecondazione si ha invece produzione

La partenogenesi è un processo di riproduzione in cui un organismo si riproduce senza la fecondazione. Esistono diversi tipi di partenogenesi:

- Partenogenesi di sole femmine diploidi grazie al raddoppio del numero di cromosomi. Questo tipo di partenogenesi si riscontra in insetti, tra cui molti Fasmidi (Insetti stecco e Insetti foglia).

- Partenogenesi occasionale: è un tipo di partenogenesi facoltativa che si riscontra in quegli animali normalmente anfigonici e che, in particolari condizioni (mancanza di maschi), possono presentare popolazioni partenogenetiche. In questo caso, dalle uova partenogenetiche nasceranno solo femmine. Esempi di animali che possono sperimentare la partenogenesi occasionale sono Varanus komodoensis (Drago di Komodo), squali, insetti stecco, afidi, rotiferi, nematodi e crostacei.

- Partenogenesi obbligatoria: è l'ultimo stadio, quello più evoluto della partenogenesi, presente in quelle specie che, abbandonata la fecondazione, si riproducono esclusivamente clonalmente. Si assiste allo sviluppo di una popolazione di sole femmine. L'uovo si sviluppa senza l'intervento dello spermatozoo. Per queste caratteristiche, le specie partenogenetiche obbligatorie sono definite unisessuali. Un esempio di specie che sperimenta la partenogenesi obbligatoria è Cnemidophorus.

uniparens,Lucertola Rotiferi, Lepidotteri, Coleotteri, Miriapodi.

Partenogenesi naturale: Si manifesta nel corso del ciclo vitale per formare maschi aploidi.

La particolarità della partenogenesi degli Imenotteri sta nel fatto che da uova normalmente fecondate dai maschi (XO) si sviluppino solo femmine (XX) [Aplodiploidia].

Alcune specie di Pesci, Rettili e Insetti si riproducono per partenogenesi e per esse sono noti soltanto individui di sesso femminile (Specie unisessuali).

Quando sono presenti due sessi in individui separati le specie si dicono dioiche.

La partenogenesi nei Rettili è stata studiata estensivamente nella lucertola del genere Cnemidophorus (New Mexico), di cui 15 specie si riproducono esclusivamente per partenogenesi.

Queste lucertole vivono in un clima fortemente arido. Tutte queste specie asessuate sembrano derivare dall'ibridazione di due o tre specie sessuate che hanno dato origine a individui poliploidi.

La specie asessuata (Nota per la presenza di sole

femmine) Cnemidophorus noemexicanus (al centro) si riproduce per partenogenesi. Le altre 2 specie sessuate C. inornatus e C. tigris ibridano in natura dando origine alla specie C. noemexicanus. PARTENOGENESI: VANTAGGI E SVANTAGGI Vantaggio: Evita il problema dell'incontro tra maschio e femmina nel momento adatto affinché si verifichi con successo la fecondazione. Svantaggio: Se l'ambiente subisce cambiamenti, le specie partenogenetiche hanno una ridotta capacità di modificare la propria composizione genetica per adattarsi alle nuove condizioni. Le specie biparentali, attraverso la ricombinazione delle caratteristiche parentali (Crossing-Over), hanno invece maggiori probabilità di produrre varianti della progenie che possono adattarsi più facilmente a nuovi ambienti. ORIGINE DELLA POLIPLOIDIA È un assetto cromosomico superiore al corredo diploide (2n). In base alla sua origine può essere distinta in: - Allo-poliploidia: Derivantedall'ibridazione di specie filogeneticamente vicine- Auto-poliploidia: Originata dalla mancata disgiunzione a livello meiotico. Da un punto di vista evolutivo la poliploidia ha un duplice carattere:- Costituisce una potente via evolutiva per le specie (è forse l'unico sistema che si conosca in natura per la formazione veloce di nuove specie)- Ma anche una forte forza conservativa, poiché una mutazione recessiva che appare in un individuo poliploide difficilmente può essere espressa dovendo superare una forte barriera genetica, non permettendo alla variabilità ereditaria di manifestarsi.Poliploidia e partenogenesi: Pur se la partenogenesi riduce la variabilità genetica, poiché un solo genitore fornisce cromosomi alla prole, tale processo può venire selezionato positivamente quando mediante la poliploidia si riescono ad ottenere utili variazioni a livello genomico (es. con l'unione di più corredi cromosomici) quandol’anfigonia non è possibile (es. presenza di soli individui di sessofemminile). (Spalax ehrenbergi) Lo spalace medio-orientale grazie allamutazione del numero di cromosomi, ha dato origine ad unfenomeno di speciazione come adattamento al clima arido.

ETEROGAMIA

Alternanza tra riproduzione sessuale e asessuale

In determinate condizioni, le femmine sono in grado di produrre uova che non sono passate attraversola meiosi (Apomissia o Partenogenesi ameiotica), ma una semplice divisione mitotica, che comporta laclonazione della madre.

Apis mellifera capensis- L’ape del capo è in grado di riprodursi asessualmente attraverso unprocesso chiamato telitochia (partenogenesi telitoca).

Daphnia spp.- Il crostaceo d'acqua dolce si riproduce per partenogenesi in primavera perpopolare rapidamente stagni, poi passa per la riproduzione sessuale all’aumentare dell'intensitàdella competizione e della predazione.

Brachionus,- I rotiferi monogononti del genere si

Riproducono tramite partenogenesi ciclica: A bassa densità di popolazione le femmine si producono asessualmente mentre a densità più elevate un meccanismo fisiologico il passaggio alla riproduzione sessuale.

Gli afidi si riproducono per partenogenesi telitoca (Primavera-Estate) seguita da quelladeuterotoca (Autunno) e successiva riproduzione anfigonica (Inizio inverno), con produzione diuova fecondate durature che si schiudono in primavera.

Molti protisti e funghi alternano la riproduzione sessuata a quella asessuata.

ANFIGONIA In specie che si riproducono sessualmente (Anfigoniche) esistono individui di 2 differentisessi (S. dioiche). La fusione dei 2 gameti o cellule germinali aploidi (Gonocorismo) prodotte dai genitori portanoalla formazione della cellula zigote diploide. Il nascituro derivante dallo sviluppo dello zigote possiede una combinazione "unica" di geniereditati dai genitori, che risulta geneticamente diversa da quella degli stessi genitori.

così come da quella dai fratelli, a causa della: - Fusione dei due corredi aploidi (Ognuno proveniente dal gamete di ogni singolo genitore) - Ricombinazione genica dei cromosomi (Crossing-over) durante la formazione meiotica dei gameti. CARATTERI SESSUALI SECONDARI Le specie anfigoniche possiedono le gonadi, ossia organi preposti alla produzione dei gameti, che rappresentano il carattere sessuale primario. Spesso possiedono anche un fenotipo con evidente dimorfismo sessuale, dato dalla presenza di caratteri sessuali secondari, quali forma corporea, colorazione, appendici, etc.

• Colorazione
• Dimensioni
• Appendici
• Corteggiamento (Presente anche nella fecondazione esterna - Pesci)
• Feromoni (Segnali chimici rilasciati da un organismo nell'ambiente tali da influenzare il comportamento di conspecifici. Spesso utilizzati nel riconoscimento specifico, individuale, o dei partner sessuali.)

ASIMMETRIA DELLA RIPRODUZIONE SESSUALE: UOVA VS SPERMATOZOI Vi è una asimmetria chiamata condizione dianisogamia data dalle diverse dimensioni e dal differente costo energetico di spermatozoi e uova:

• Spermatozoi: Tantissimi, piccolissimi e a basso investimento energetico
• Uova: Poche (Es. Poche centinaia nella donna), grandi rispetto agli spermatozoi, ad alto costo energetico, poiché le uova prodotte dalla madre contengono in partenza il materiale nutritivo che deve garantire lo sviluppo dell'embrione una volta deposte, oppure dispongono di strutture annesse atte a nutrire lo stesso embrione all'interno del corpo materno.

Le femmine d'ogni specie hanno quindi tutti i motivi per ponderare attentamente la loro scelta del partner maschile, mentre i maschi da parte loro specie avranno l'interesse a massimizzare il numero di femmine fecondate, cercando di convincerle assecondando le loro preferenze SELEZIONE SESSUALE.
Produrre pochi gameti ricchi di nutrienti e prendersene cura o molti gameti poveri di nutrienti? La selezione naturale sarebbe volta verso una dimensione.

ottimale del gamete determinata dal compromesso tra le pressioni opposte volte a massimizzare tanto la sopravvivenza degli zigoti quanto del numero dei gameti. Una popolazione siffatta, tuttavia sarebbe esposta al parassitismo, cioè allo sfruttamento da parte di individui che decidessero di allocare un numero limitato di nutrienti per lo sviluppo dello zigote, il quale finirebbe a carico dell'altra parte, che si troverebbe a dover accettare la situazione (dedicandosi completamente alla sopravvivenza dello zigote) o perdere le risorse investite. In altre termini, gameti più ricchi di nutrimento in un sesso, quello femminile, hanno favorito l'evoluzione di gameti piccoli nell'altro, quello maschile. I maschi possono quindi essere considerati parassiti della riproduzione, i cui gameti sfruttano l'energia investita dalle femmine nelle uova.

CONIUGAZIONE In alcuni protisti ciliati che si riproducono normalmente per scissione, la variabilità genetica di una

La popolazione può essere aumentata mediante la coniugazione. Si tratta di un fenomeno di sessualità nel corso del quale 2 individui (Coniuganti) vengono in contatto e si scambiano materiale genetico.

EREDITÀ NELLA RIPRODUZIONE ASESSUATA IN SPECIE SESSUATE

Brachionus calyciflorus

Nel rotifero la riproduzione asessuale (partenogenesi obbligata) può essere ereditata da un allele recessivo, che porta alla perdita della riproduzione sessuale nella progenie omozigote. L'eredità della riproduzione asessuata da un singolo locus recessivo è stata trovata anche nella vespa parassitoide Lysiphlebus fabarum.

Gli Aphidiidae sono endoparassitoidi specifici di afidi nel corpo dei quali depongono le uova. Viene deposto un uovo per ogni singolo afide e la schiusa delle larve ha luogo nel corpo dell'ospite dopo un periodo di incubazione. Segue la mummificazione dell'afide.