Invertebrati e le strategie riproduttive

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1 Invertebrati e le strategie riproduttive Inviato da MisterG venerdì 06 luglio 2007 Ultimo aggiornamento venerdì 06 luglio 2007 Acquariforum La riproduzione permette ad un essere vivente di procreare nuovi individui facenti parte della sua stessa specie e assicurando la diffusione e sopravvivenza alle proprie progènie. Un essere vivente si può riprodurre in due modalità principali: asessuata e sessuata Esistono animali che hanno mantenuto entrambi i metodi di riproduzione ASESSUATA Non richiede l intervento di individui sessuati e provvisti di gameti, perciò detta anche Agamica. Con questo tipo di riproduzione gli individui conservano praticamente immutati nel tempo i propri caratteri ereditari e non permette alle specie una elevata evoluzione. Alcuni vantaggi ci sono comunque nella riproduzione asessuata; è un sistema riproduttivo rapido e meno dispendioso. Un individuo asessuato ricicla il proprio essere e dando origine a migliaia o milioni di individui uguali a se stesso sopperisce ad un patrimonio genetico modesto. Più facilmente la riproduzione asessuata avviene in condizioni ambientali costanti Esistono vari metodi di riproduzione asessuata Frammentazione parti dell'organismo rigenerano un individuo completo. Metodo rilevabile in alcuni platelminti, celenterati, echinodermi e anellidi, da non confondere con la rigenerazione Scissione metodo riproduttivo messo in atto da organismi unicellulari(batteri, protozoi). La scissione è spesso preceduta dalla fusione del patrimonio genetico e nel caso dei sporozoi è seguita dalla sporogenesi Gemmazione

2 Si tratta di una riproduzione diseguale rispetto all individuo genitore, si tratta di gemme o escrescenze che poi si staccano dando vita a nuovi individui. Diffusa in organismi con vita sessile Sporogenesi meccanismo messo in atto da organismi unicellulari (sporozoi) e da funghi, che consiste nella produzione di piccole cellule dette spore, le spore daranno vita a nuovi individui Strobilazione è un processo di divisione praticato da celenterati,si tratta di divisioni cellulari simili alla frammentazione ma in senso traversale NB:La coniugazione o fusione non costituisce una forma di riproduzione sessuale ma piuttosto parasessuale, si tratta di fusione di nuclei associata a fusione parziale o totale dei citoplasmi. Solo sucessivamente può avvenire la riproduzione tramite scissione o sporogenesi, metodo usato da organismi unicellulari. La rigenerazione dei tessuti mancanti non è da considerarsi una riproduzione SESSUATA Riproduzione messa in atto da organismi muniti di gameti sessuali, perciò detta anche Gamica. I gameti sono generalmente forniti da 2 individui diversi oppure da un unico organismo. La fusione del patrimonio cromosonico fra i gameti genera la formazione di un nuovo individuo riportante il bagaglio genetico di entrambi i gameti.

3 La riproduzione sessuata più facilmente avviene in condizioni ambientali incostanti, ciò permette una maggiore variabilità genetica e un maggiore adattamento ambientale in condizioni precarie di sopravvivenza (selezione naturale). Esistono vari metodi di riproduzione sessuata: partenogenesi- ermafroditismo- gonocorismo PARTENOGENESI Strategia riproduttiva messa in atto da organismi di unico sesso perciò viene detta anche riproduzione unisessuale (erroneamente intesa come riproduzione asessuale). Si tratta di uova che si sviluppano senza fecondazione maschile ma che danno vita ad entrambi i sessi La parola deriva dal greco nascita da vergine meglio traducibile in nascita da sole femmine. Il primo scienziato che studiò il fenomeno fù Charles Bonnet, successivamente i primi esperimenti furono svolti da Jaques Loeb. Frequente in molti invertebrati e piante, si rileva maggiormente in organismi acquatici d acqua dolce e in acque chiuse o isolate Molti sono i casi di partenogenesi favoriti da situazioni ambientali favorevoli o sfavorevoli, oppure da abbondanza di cibo che porta molte specie animali ad aumentare la propria popolazione in tempi brevi e senza dispendio di energie, questo per sfruttare velocemente le risorse disponibili. I vantaggi di questo tipo di ripruduzione sono numerosi: la possibilità di tutte le femmine di riprodursi in tempi brevi, maggior possibilità di adattamento ambientale anche in zone isolate e poco favorevoli, un solo individuo isolato può creare una nuova comunità. Un svantaggio consiste nella somiglianza genetica e immunitaria che rende la popolazione vulnerabile verso attacchi da parassiti, predatori ed agenti patogeni. Esistono vari modelli di partenogenesi:

4 Partenogenesi telitoca-quando nascono solo femmine Partenogenesi arrenotoca- quando nascono solo maschi Partenogenesi deuterotoca- quando nascono entrambi i sessi Può inoltre essere accidentale, facoltativa, obbligata Accidentale-presente in massima parte fra gli insetti e si presenta in via eccezionale Facoltativa-riproduzione mista (con fecondazione o senza fecondazione) Obbligata-quando la riproduzione non può avvenire in altri modi, oppure per alternanza di generazioni (partenogenesi ciclica) o per distribuzione geografica. Un esempio classico di partenogenesi sono i Rotiferi. Fino a quel momento vivevano solo femmine (telitoca), il prosciugamento della pozza d acqua in cui vivevano spinge le femmine a produrre maschi i quali feconderanno le femmine, queste ultime produranno uova resistenti all assenza d acqua. Un altro esempio classico è la Dafnia. La partenogenesi è molto usata per generazioni, finchè condizioni ambientali termiche e di approvigionamento alimentare non porta a produrre maschi, le uova anche in questo caso risultano resistenti e protette da involucri detti efippi. Altri esempi possiamo rilevarli in Ostracodi e in certe popolazioni di Artemie,inoltre anche fra i Copepodi e i Notostraci esiste seppur non frequentemente la riproduzione partenogenica ciclica. Non mancano esempi fra i nematodi, platelminti,gastrotrichi, gasteropodi, ma il fenomeno è maggiormente studiato fra gli insetti. Un altro tipo di riproduzione viene definita Ginogenesi Si tratta di un fenomeno simile alla partenogenesi ma che correttamente si colloca in zona intermedia fra la partenogenesi e il gonocorismo per cui si ha attivazione dell uovo da parte di un spermatozoo (anche di specie similare e non uguale a quella di appartenenza dell uovo) e sua successiva espulsione o inattivazione del nucleo. In ogni caso lo spermatozoo non partecipa allo sviluppo del nuovo individuo ma serve unicamente come meccanismo d innesco alla fecondazione. La ginogenesi è stata osservata in alcuni platelminti, nematodi, anellidi e anche raramente in alcuni pesci, insetti e anfibi

5 Foto di Stanton ERMAFRODITISMO Molto frequente e in alcuni casi indispensabile tra gli invertebrati, consiste in individui con entrambi i gameti maschili e femminili, ossia uova e spermatozoi ed entrambi gli apparati riproduttivi. Un vantaggio evidente dell'ermafroditismo: la riproduzione e' sempre, garantita, anche nel caso di due soli individui o di un solo individuo, oltre ad un vantaggio in ordine di tempo ed energie L ermafroditismo è molto presente in animali acquatici d acqua dolce, meno in acque marine. Presente con varia incidenza fra i protozoi, poriferi, celenterati, nematodi, platelminti, anellidi, molluschi. Fra i crostacei marini è meno diffusa come in tutto il phyllum artropodi rispetto ad altri phyllum di invertebrati. Si rileva una maggiore incidenza in animali sessili e con scarso movimento, mentre è meno rilevabile in animali con capacità di movimento. Anche in questo caso ci sono varie modalità di ermafroditismo Ermafroditismo istantaneo Individui con le gonadi funzionanti nello stesso tempo e in forma permanente in grado di fecondarsi a vicenda o autofecondarsi. Si distinguono due modalità <ermafroditismo sufficiente e insufficente>. L ermafroditismo sufficiente è poco diffuso e comporta l autofecondazione da parte di un unico individuo, si rileva in poche specie: fra i platelminti parassiti, crostacei cirripidi, alcuni anellidi e gasteropodi. Più praticato e diffuso è l ermafroditismo insufficente che porta ad un aumento delle potenzialità cromosomiche e genetiche. Praticato da 2 individui con entrambi i gameti sessuali che si fecondano a vicenda. Esempi numerosi di questo tipo di ermafroditismo ci vengono dati da poriferi, molluschi, artropodi, emicordati e anche vertebrati. La maggior parte delle chioccioline d acquario sono ermafrodite istantanee insufficenti (escluse alcune specie sufficenti e partenogeniche)

6 Ermafroditismo sequenziale Prevede che, durante il ciclo vitale di una specie, un sesso si sviluppi prima dell altro e si manifesti quindi il processo dell inversione sessuale In sostanza, si comporta da maschio quando sono maturi gli spermatozoi e da femmina quando maturano le uova, metodo diffuso in molti animali compresi i pesci. Tale cambiamento di sesso viene detto ermafroditismo proteroginico e proterandrico Foto di Roberto GONOCORISMO Presenza di sessi separati in individui maschi ed individui femmine, detta anche riproduzione dioica La generazione di un nuovo individuo richiede l unione di due distinte cellule dette gameti prodotte delle gonadi maschili e femminili, l unione dei gameti rappresenta la fecondazione. Si tratta del metodo più diffuso fra gli animali superiori, ma usato abbondantemente anche fra gli invertebrati, compresi gli organismi di solito classificati meno evoluti (celenterati, anellidi, poriferi) Perciò non dobbiamo considerare il gonocorismo una metodologia riproduttiva esclusiva di animali evoluti ma piuttosto una strategia di adattamento e di specializzazione a disposizione di qualsiasi phyllum. La fecondazione può essere: interna se l unione dei gameti avviene all interno del corpo generante femminile esterna se l unione dei gameti avviene all esterno del corpo dei generanti Lo sviluppo del nuovo individuo può essere: esterno al corpo generante e con fecondazione esterna: metodo usato da molti bivalvi, crostacei, echinodermi,

7 celenterati e pesci esterno al corpo generante con fecondazione interna: in questo caso si parlerà di riproduzione ovipara, comune in rettili, anfibi, pesci, artropodi, invertebrati marini e nematodi interno al corpo generante con fecondazione interna,senza rapporti di nutrizione con il generante: in questo caso si parlerà di ovovivipari, comune in pesci e rettili interno al corpo generante con fecondazione interna con rapporti di nutrizione con il generante: in questo caso si parlerà di vivipari (mammiferi) Per concludere vediamo i metodi riproduttivi adottati fra i vari gruppi di invertebrati Protozoi Riproduzione mista asessuata e parasessuata. La riproduzione asessuata avviene per scissione, gemmazione e sporogenesi, mentre la parasessuata avviene per coniugazione o fusione del patrimonio genetico Poriferi Molto adottata la riproduzione sessuata, sia tramite l ermafroditismo che il gonocorismo, presente la riproduzione asessuata tramite frammentazione Radiati(celenterati) La riproduzione sessuata è molto diffusa. Le meduse si riproducono tramite cicli asessuati e sessuati, avviene cioè il rilascio di larve libere che successivamente si moltiplicheranno tramite strobilazione in luoghi bentonici, il nuovo individuo formatosi si stacca dal fondo nella forma adulta pelagica. I coralli adottano il gonocorismo con fecondazione e sviluppo esterno, spesso con produzione simultanea di gameti, presente è la frammentazione. Platelminti In massima parte ermafroditi insufficenti, esclusi i Cestodi che sono sufficenti. In misura minore è praticata la partenogenesi e la riproduzione asessuata tramite frammentazione Rotiferi Essenzialmente riproduzione per partenogenesi ciclica telitoca, i maschi sono presenti per poche settimane e costituiscono solo il 10% della popolazione, con la presenza maschile la riproduzione diventa gonocorica

8 Nematodi Si riproducono in massima parte per gonocorismo con fecondazione interna e sviluppo esterno, presente in misura minore la partenogenesi e l'ermafroditismo Gastrotrichi La maggior parte è ermafrodita insufficente, ma non mancano specie che si riproducono per gonocorismo e partenogenesi, quest'ultima metodologia è più diffusa in specie d'acqua dolce Molluschi Riproduzione variegata più possibile,ma in massima parte in ambito sessuale. Abbonda l ermafroditismo ma con presenza di gonocorismo in molte specie. Per esempio fra i gasteropodi marini si rileva maggiormente il gonocorismo, mentre fra le specie terrestri e d acqua dolce è più rilevabile l ermafroditismo istantaneo insufficente, poco diffuso è l ermafroditismo sufficiente e ancora meno la partenogenesi, quest'ultima metodologia è praticata dalle lumache Melanoides. I nudibranchi sono in maggioranza ermafroditi insufficenti. Nella classe bivalvi si riscontra in massima parte il gonocorismo con fecondazione esterna, escluse alcune specie marine ermafrodite sequenziali Anellidi Metodologie di riproduzione varia Abbiamo forme di gonocorismo,di ermafroditismo istantaneo insufficente e forme di riproduzione asessuata tramite gemmazione e frammentazione. Si riscontra casi di alternanza di riproduzione asessuata e sessuata. Nei Policheti diffuso è il gonocorismo con fecondazione esterna. Gli Irudinei sono ermafroditi istantanei insufficenti con fecondazione interna. Gli Oligocheti possono essere sessuati come asessuati, le specie sessuate sono ermafrodite istantanee. I Mizostomidi sono ermafroditi sequenziali con fecondazione interna Crostacei Diffusa è la riproduzione sessuata tramite varie tipologie. La partenogenesi è diffusa fra i piccoli crostacei planctonici(cladoceri), come pure fra gli ostracodi, poco diffusa fra i copepodi e anostraci che adottano in maggioranza il gonocorismo. L unico caso fra i crostacei di ermafroditismo istantaneo sufficente si riscontra in crostacei cirripidi. Adottano il gonocorismo con fecondazione interna quasi tutti i decapodi e la maggioranza dei crostacei marini.

9 Echinodermi In maggioranza adottano la riproduzione tramite gonocorismo con fecondazione e sviluppo esterno,ma non mancano esempi di ermafroditismo istantaneo insufficente ed ermafroditismo sequenziale proterandrico, presente la frammentazione. La rigenerazione delle stelle marine non è da considerarsi una riproduzione Tunicati Ermafroditi con fecondazione esterna, non manca la riproduzione asessuale per gemmazione e mista articolo scritto da Giulio ( MisterG)