La riproduzione è un meraviglioso processo attraverso il quale si determina la continuità delle specie: gli individui, infatti, inevitabilmente muoiono, ma possono "trascendere" il tempo producendo discendenti a loro volta in grado di riprodursi, garantendo in tal modo la autoconservazione della materia vivente..

Fra tutte le caratteristiche degli esseri viventi quella della riproduzione è sicuramente la più importante: una specie che non si riproduce è destinata inevitabilmente all’ estinzione. La funzione riproduttiva tuttavia non è indispensabile al benessere del singolo individuo poiché se uno qualsiasi degli organi riproduttori, o anche l’intero apparato venisse rimosso, quell’individuo continuerebbe tranquillamente a vivere. La riproduzione, in altri termini, serve a conservare la specie non il singolo individuo.

Come le altre funzioni della vita anche la riproduzione ha assunto nel corso dell’evoluzione forme diverse e sempre più complesse, tanto da poter dire che oggi esistono altrettanti modi differenti di riprodursi quante sono le specie viventi. Tuttavia, nonostante la grande varietà del processo riproduttivo, esso può riportarsi a due soli tipi fondamentali: riproduzione asessuata e riproduzione sessuata.

Sebbene l'uomo, da un punto di vista antropocentrico, è portato a pensare che il sesso sia molto importante nei processi riproduttivi, molte specie, sia animali che vegetali, si possono riprodurre con successo anche in assenza di "sesso"

La riproduzione cosidetta asessuata (o vegetativa) è, infatti, il più comune e frequente processo riproduttivo in organismi quali i batteri, in grado di sviluppare grandi popolazioni in tempi rapidi. Anche molti altri organismi, sia unicelluari (protozoi) che pluricellulari (cnidari, poriferi, turbellari, echinodermi) possono riprodursi con successo per via asessuata.

Nella riproduzione asessuata un individuo produce, tramite mitosi, discendenti geneticamente simili tra loro e all'individuo che li ha generati. In definitiva, la riproduzione asessuata è un processo "conservativo" in grado di trasmettere invariate le caratteristiche parentali ai discendenti. Questo processo risulta particolarmente efficiente nel caso che le condizioni interne ed esterne (ambientali) rimangono favorevoli: in questo caso le generazioni successive si adattano e sopravvivono bene come le precedenti.

La mitosi, definita anche divisione cellulare s. str. , è un "elegante" processo biologico che consente agli organismi che la presentano sia di accrescersi che di riprodursi (asessualmente). A differenza della meiosi in cui il materiale genetico subisce una riduzione (2N > N), nella mitosi, attraverso una serie di tappe, il materiale genetico parentale viene equalmente distribuito in due "cellule figlie".

La mitosi è un processo biologico in cui si verifica una divisione di una cellula madre in due cellule figlie che risulteranno geneticamente uguali alla madre. La mitosi è un fenomeno molto diffuso a tutti i livelli di organizzazione. E' difatti utilizzato dai più semplici batteri per riprodursi in colonie e dagli organismi più evoluti per processi di accrescimento. Dopo la fecondazione, ad esclusione della gametogenesi dove i fenomeni iniziali sono di tipo meiotico, la stragrande maggioranza dei processi di divisione è di tipo mitotico.

Le fasi della mitosi sono cinque:

- Profase

- Metafase

- Anafase

- Telofase

- Citodieresi


Profase. Nella profase si assiste ad una condensazione del nucleo; più precisamente si osserva una attenuata spiralizzazione dei filamenti del DNA. Si costituiscono i cromosomi. Negli stessi istanti si assiste alla creazione dell'apparato mitotico.

Metafase. La metafase inizia con la disposizione dei cromosomi lungo il piano equatoriale, formando la piastra equatoriale. Anafase.

Durante l'anafase i cromosomi originari slegano i cromatidi (che prendono nuovamente nome di cromosomi). I nuovi cromosomi si spostano verso i due poli. Esistono due teorie riguardanti la rottura dei cromosomi: la prima, più recente e accreditata, riconosce un ruolo alla trazione dei microtubuli del fuso mitotico che, dovrebbero, trascinare con se i cromatidi; la seconda non riconosce alcun ruolo.

Telofase. Nella telofase si distingue la ricostruzione dei nuclei figli e i processi osservabili sono inversi a quelli della profase infatti i segmenti dei cromosomi si despiralizzano. Si costituisce l'involuco nucleare.

Citodieresi. La citodieresi è la separazione del citoplasma. Durante la mitosi essa avviene immediatamente dopo la telofase.







Le più comuni forme di riproduzione asessuata sono le seguenti:


FISSIONE BINARIA

DIVISIONE MULTIPLA

GEMMAZIONE

FRAMMENTAZIONE

RIGENERAZIONE

CLONAZIONE

POLIEMBRIONIA

SPORULAZIONE



La fissione binaria (divisione binaria), caratteristica di protozoi e batteri, è la più semplice forma di riproduzione asessuata e consiste nella divisione di un individuo (cellula) in due, identici tra loro e alla cellula che li ha prodotti.



SCHEMA DI FISSIONE BINARIA (CLONE)



Nelle cellule batteriche il materiale genetico si duplica e si distribuisce ai due poli della cellula batterica, la quale si allunga e alla fine si divide in due cellule figlie identiche alla cellula madre. Alcuni batteri si riproducono ogni 20-40 minuti. In condizioni favorevoli, con una divisione ogni 30 minuti, da una sola cellula dopo 15 ore si possono ottenere circa un miliardo di nuove cellule, che formano una colonia spesso visibile a occhio nudo.

In condizioni sfavorevoli alcuni batteri vanno incontro a un processo di divisione modificato, al termine del quale vengono prodotte forme quiescenti, dette spore, in grado di sopportare condizioni estreme di temperatura e umidità.

Una volta raggiunta una dimensione opportuna, ogni batterio si divide in due cellule identiche, di massa pari a circa la metà di quella originaria. A loro volta, le due cellule figlie si accrescono fino a dividersi ulteriormente.



FISSIONE BINARIA IN E. COLI




La divisione multipla è una variante della fissione binaria, nella quale si divide prima il nucleo in numerosi piccoli nuclei, quindi segue la divisione citoplasmatica e la produzione di molti discendenti in breve tempo.

In numerosi protozoi parassiti, si ha formazione contemporanea di numerosi nuovi individui, di solito a partire da una cisti, prodotta dal protozoo in un periodo di intensa attività riproduttiva.


La gemmazione consiste nella produzione di piccoli gruppi di cellule (gemme) in diverse regioni del corpo del genitore; successivamente tali gemme si sviluppano in adulti, che possono restare attaccati al corpo del genitore (colonie) o separarvisi e condurre vita libera. La gemmazione è particolarmente diffusa tra gli organismi che conducono vita sessile (poriferi, cnidari, platelminti, ectoprocti e alcuni tunicati).

La frammentazione consiste nella suddivisione di un individuo in due o più frammenti, ognuno dei quali è in grado di riformare le parti mancanti. Il fenomeno è ben noto negli cnidari ed in alcuni gruppi di animali "vermiformi".

( a sinistra : Hydra sp.).

Molto simile alla frammentazione è la rigenerazione. In quest'ultimo caso, quando un animale subisce un'amputazione traumatica, può rigenerare la parte amputata, come pure l'intero individuo.

Spugne, anellidi, echinodermi ed anfibi sono animali che presentano grandi capacità rigenerative: le salamandre possono rigenerare interi arti amputati. Negli altri vertebrati le capacità rigenerative sono piuttosto basse e, così come nell'uomo, sono limitate alla riparazione di lesioni modeste (cicatrizzazione, etc.).

( a destra : Hydra sp.).


La clonazione consiste nell' ottenere copie identiche di un organismo vivente, sia esso batterio, virus, pianta o animale. La clonazione è un processo naturale praticato normalmente dagli organismi unicellulari, da alcuni invertebrati (Platelminti, Anellidi, etc.) e dalle piante per scopi riproduttivi (riproduzione asessuata). L'uomo utilizza da tempo questa tecnica in agricoltura con talee, margotte e innesti. La clonazione può, in alcuni casi, realizzarsi anche durante gli stadi larvali. Si è sempre ritenuto che le larve degli invertebrati non parassitici si riproducessero molto raramente. Di recente, diversi studi hanno, invece, dimostrato che le larve degli invertebrati possono clonarsi spontaneamente.

Recentemente alcuni biologi dell'Università dell'Alberta, Alexandra Eaves e Richard Palmer, hanno descritto la clonazione di tre nuove specie di larve di invertebrati marini: oloturoidei ed echinoidei. Per un secolo, gli scienziati hanno osservato la riproduzione asessuata delle larve senza riconoscere quello che vedevano. Studiando le larve di alcuni echinodermi, Eaves e Palmer hanno osservato centinaia di larve formare una palla di tessuto che si staccava dal corpo della larva e dava vita a una seconda larva: un vero e proprio clone spontaneo.

In genetica, la clonazione è una tecnica in cui il nucleo proveniente dalla cellula di un donatore viene trapiantato in una cellula uovo ospite che viene fatta normalmente sviluppare fino allo stadio adulto in modo da ottenere la generazione di soggetti a corredo genetico identico.


La poliembrionia è la divisione in più parti dello zigote o dell'embrione nei primissimi stadi di sviluppo, di solito durante la segmentazione. Alla poliembrionia si devono i gemelli monozigotici (fenomeno noto anche per la specie umana), che, originandosi da un unico uovo fecondato, sono tutti dello stesso sesso, possiedono una placenta comune. I gemelli biovulari, dal punto di vista della loro origine, non sono altro che fratelli derivando da due cellule uovo differenti. Quando la poliembrionia avviene in una larva libera nell'ambiente, prende il nome di amplificazione larvale. Per propaguli: si formano nel genitore strutture particolari che, una volta distaccatesi, generano nuovi organismi.

La sporulazione consiste nella formazione per mitosi di particolari cellule riproduttive, le mitospore, in grado di generare un nuovo individuo in contesti ambientali favorevoli. Prodotte in particolari cellule specializzate (sporocisti), le mitospore sono munite di una spessa parete di protezione che permette loro di resistere a condizioni avverse. Possono essere mobili, munite di flagelli (zoospore), oppure esserne prive (aplanospore). In alcuni funghi terrestri è prodotto un particolare tipo di aplanospore esogene (cioè esterne alla sporocisti), dette conidiospore.

Alcuni batteri generano al proprio interno delle spore. Queste formazioni vengono chiamate endospore proprio perchè sono generate “dentro” la cellula batterica. I processi di sporulazione dei batteri portano questi ultimi a condizioni diverse rispetto alla loro normale vita (vita vegetativa) e proprio per questo motivo il momento sporulativo è considerato un vero e proprio stage di differenziazione della vita batterica.


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Molto comuni negli organismi unicellulari, negli organismi 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.



| LE CELLULE STAMINALI |



VANTAGGI DELLA RIPRODUZIONE ASESSUATA

  • Facilita la riproduzione in popolazioni con bassa densità ecologica, distribuite su ampi areali.
  • Organismi identici a quelli parentali dovrebbero essere in grado di sopravvivere meglio se le condizioni ambientali si mantengono costanti.
  • Produzione di molti individui in tempi brevi, in ambienti favorevoli.



    SVANTAGGI DELLA RIPRODUZIONE ASESSUATA

  • Organismi identici sono più vulnerabili nei confronti di condizioni ambientali sfavorevoli.
  • Le caratteristiche degli organismi generati asessualmente cambiano molto lentamente.
  • Si produce poca variazione nella strategia di sopravvivenza.
  • Organismi che variano poco possono essere lenti nell'acquisire vantaggi da parte di nuove risorse energetiche.



  • MITOSI (ANIMAZIONE)

  • MITOSI E MEIOSI A CONFRONTO (ANIMAZIONE)





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