RIPRODUZIONE
E’ la capacita degli individui di dare origine ad altri individui della stessa specie
Raggiunta una determinata maturità, un individuo (cellula o organismo pluricellulare)
genera altri individui perpetuando la specie.
Con riproduzione si indica l'insieme dei meccanismi mediante i quali gli esseri viventi
provvedono alla conservazione della propria specie formando nuovi individui.
Assesuata: che popola l’ambiente di individui uguali, aventi lo stesso corredo
cromosomico della cellula madre da cui derivano.
Sessuata: che permette la variabilità genetica, fondamentale per adattarsi alle mutate
condizioni ambientali ed evitare così l’estinzione. La variabilità è impossibile con la sola
divisione mitotica, ed è propria della meiosi.
La necessità di perpetuare la specie ha portato a selezionare due vie strategiche:
• numero elevato di progenie: l'energia viene spesa per produrre il maggior numero di
discendenti i quali vengono poi abbandonati nell'ambiente.
La strategia del numero ammette che la maggior parte dei discendenti muoia, ma
proprio per l’elevato numero di progenie prodotta c’è una elevata probabilità che
individui particolarmente favoriti siano in grado di sopravvivere e di raggiungere la
maturità sessuale.
• numero basso di progenie: si decide si investire moltissima energia nelle cure
parentali prestate ai nuovi “individui” puntando alla sicurezza del raggiungimento della
maturità sessuale. Tale strategia ha la sua massima espressione nel regno animale, in
particolare nelle classi dei mammiferi e uccelli.
RIPRODUZIONE ASESSUATA O AGAMICA
Coincide con la riproduzione senza lo sviluppo di cellule specializzate (gameti) e senza
l’intervento di un altro organismo.
Gli individui discendenti sono geneticamente identici alle generazioni parentali.
Vantaggi:
• facilità di propagazione
• l’autosufficienza del singolo individuo
Svantaggi:
• è esclusa la variabilità per ricombinazione del patrimonio genetico.
Scissione: analoga a quella dei Procarioti, avviene per mitosi e porta
alla formazione di due cellule figlie uguali come dimensioni e corredo
genetico
Gemmazione: sempre per mitosi, vede la formazione e il distacco di
una cellula uguale alla madre partendo da una “gemma” di dimensioni
ridotte
Frammentazione: modalità estremamente variabile, comporta il
distacco di porzioni uni- o pluricellulari dell’organismo, ciascuna delle
quali rigenera un organismo geneticamente uguale a quello di partenza
Propagazione vegetativa
Le cormofite possono riprodursi per via agamica da
parti della pianta (rami, foglie) o di organi
metamorfosati (bulbi, bulbilli, tuberi ecc.).
fragola
La propagazione vegetativa caratterizza l’aggressività
di una specie nel colonizzare un ambiente, naturale e
biologico
Nelle specie che utilizzano riproduzione gamica e
agamica, il passaggio dalla fase vegetativa a quella
riproduttiva implica un ciclo di alternanza di fasi
nucleari che si realizza con l’intervento della meiosi e
della gamia.
felce
Kalancoe
RIPRODUZIONE SESSUALE
Si attua quando due gameti fondono i loro nuclei
(fecondazione) generando una cellula ad assetto
diploide: zigote.
Dallo zigote si formerà, per successive mitosi, un
individuo diploide (sporofito) che al
raggiungimento della maturità sessuale darà
origine al processo di meiosi.
Nella vita di un individuo il raggiungimento della
maturità sessuale si compie quando sono presenti
entrambi le fasi:
• vegetativa: le cellule dei tessuti seguono una
linea somatica di duplicazione per mitosi
•riproduttiva: si forma una linea germinale.
Un gruppo di cellule deputate alla riproduzione adottano una differente modalità duplicativa: la
meiosi, in cui da una sola cellula con corredo genetico diploide (2n) se ne formano quattro con
corredo genetico aploide (n).
La riproduzione sessuale rivoluziona la semplice duplicazione cellulare per mitosi.
La novità è che il nuovo individuo è geneticamente dissimile dai due “genitori”, ereditando
metà del corredo genetico da uno e metà dall’altro.
La variabilità genomica garantisce una vasta gamma di proposte perché i discendenti siano in
grado di colonizzare nuovi ambienti o di resistere a condizioni sfavorevoli nell’ambiente già
occupato.
RIPRODUZIONE SESSUALE O GAMICA
La meiosi è il meccanismo di
divisione mediante il quale una
cellula eucariota con corredo
cromosomico diploide (2n) dà
origine a quattro cellule con corredo
cromosomico aploide (n)
La diversità genetica viene
mantenuta dalla riproduzione
sessuata, che comprende cicli
cellulari con ricombinazione
dell'informazione genetica
proveniente da cellule di due
organismi differenti (padre e madre).
Cromosomi
omologhi
Ogni genitore fornisce un corredo cromosomico aploide (n).
La fecondazione è l’unione dei due gameti (n) che origina una nuova cellula: zigote (2n – diploide)
L'importanza della meiosi sta nell'assicurare che ciascun gamete aploide sia provvisto di un corredo
cromosomico completo e che venga garantita la diversità genetica dei gameti.
Senza meiosi le cellule, solo con la mitosi, avrebbero corredi cromosomici sempre crescenti.
Invece con la meiosi ad una duplicazione del materiale genetico, che avviene nella fase pre-meiotica S,
corrispondono due divisioni nucleari: meiosi I (fase Riduzionale) + meiosi II (fase Equazionale)
I processi fondamentali della meiosi sono:
• Appaiamento dei cromosomi omologhi
• Formazione di chiasmi (crossing-over, espressione della ricombinazione genica)
• Segregazione dei cromosomi omologhi in cellule diverse (cellule figlie diverse da cellule parentali)
Profase I: i cromosomi omologhi si
appaiono e si avvolgono: crossing-over
Metafase I: i cromosomi omologhi sono
trascinati dai microtuboli all'equatore
cellulare.
Anafase I: i cromatidi fratelli restano
attaccati per i centromeri, mentre i
cromosomi omologhi si staccano e migrano
ai poli opposti della cellula.
Meiosi II: la seconda divisione meiotica è
identica alla mitosi, solo che genera due
cellule aploidi.
Profase II: compaiono nuovamente le fibre
del fuso che agganciano i cinetocori dei
cromosomi.
Metafase II: i cromosomi si allineano sulla
piastra equatoriale;
Anafase II: i centromeri si dividono, i
cromatidi si staccano migrando ai poli della
cellula.
Telofase II: ai poli opposti della cellula si
cominciano a formare i nuclei e avviene la
citodieresi.
Nella meiosi si passa da una cellula con
patrimonio genetico diploide (2n)
a quattro cellule mature aploidi (n)
Cicli Biologici: la riproduzione degli organismi viventi comporta una serie di fenomeni
ciclici che si ripetono ad ogni generazione
I CICLI METAGENETICI
aplonte-aplodiplobionte-diplonte
zigote
Individuo 2n
meiosi
Individuo n
SPOROFITO
GAMETOFITO
Fase diploide
Fase aploide
Gameti (n)
Nelle piante esiste una modalità di espressione sessuale molto grande, dovuta
all’adattamento evolutivo alle diverse condizioni ambientali ed ecologiche.
Dal punto di vista più generale, nelle piante si possono distinguere tre tipi di cicli,
che si differenziano per i tempi in cui avvengono le tre fasi più importanti della
riproduzione: fecondazione, meiosi, formazione dei gameti:
Ciclo aplonte: a meiosi iniziale
Ciclo aplodiplobionte: a meiosi intermedia
Ciclo diplonte: a meiosi terminale
L’individuo 2n è limitato al solo zigote (cellula madre delle
spore) che subisce subito meiosi dando origine a 4 spore
aploidi. Le spore si moltiplicano e danno origine ad individui
aploidi uni- o pluricellulari.
Protozoi, alghe unicellulari, funghi meno evoluti.
Clclo aplonte
meiosi iniziale
Ciclo
aplodiplobionte
meiosi intermedia
Ciclo
diplobionte
meiosi terminale
Dallo zigote si sviluppa un individuo asessuato diploide (2n)
(Sporofito) che, subendo in alcune cellule la meiosi dà
origine a spore dalle quali si svilupperà un individuo aploide
sessualmente determinato e che formerà i gameti Gametofito
Alghe, funghi, muschi, felci, piante superiori.
L’individuo (2n) al termine dello sviluppo somatico, presenta
cellule che subiscono meiosi: la fase aploide è ridotta ad una
singola cellula che è anche il gamete (n).
Alghe brune, alcune alghe verdi, diatomee.
Nelle cormofite è presente un ciclo aplodiplobionte
con una progressiva riduzione del gametofito a vantaggio dello sporofito.
Clclo aplonte
Lo zigote formato subisce meiosi iniziale, con la formazione di 4 cellule aploidi (spore) che
moltiplicandosi genereranno un individuo apolide (gametofito).
Al raggiungimento della maturità sessuale ogni individuo si unirà con un individuo di sesso
opposto (fecondazione).
La fase aploide predomina nettamente su quella diploide (che è ridotta al solo zigote); viene a
mancare l’alternanza di generazione.
Questo ciclo avviene in alcuni protozoi, nelle alghe unicellulari e nei funghi meno evoluti
Ciclo aplodiplonte
Dallo zigote si genera per mitosi un individuo asessuato diplode (sporofito) che ad un certo
punto differenzia una cellula che per meiosi forma 4 spore apolidi
Dalla loro divisione si generano individui aploidi (gametofiti) sessualmente determinati che
formeranno i veri gameti
Si assiste ad una regolare alternanza di generazione sessuata (n) e non sessuata (2n).
Questo tipo di meiosi non è sempre intermedia, infatti si può avere:
Organismi aplodiplonti con predominanza del gametofito
Organismi aplodiplonti con gametofito e sporofito equivalenti
Organismi aplodiplonti con predominanza dello sporofito
Questo ciclo è diffuso nelle alghe, nei funghi, nei muschi, nelle felci e nelle piante superiori
Ciclo diplonte
La meiosi viene a trovarsi alla gametogenesi e pertanto è detta meiosi gametica o terminale.
La fase diploide è dominante, mentre la fase aploide è ridotta ad una singola cellula che funge
anche da gamete (n).
Dunque non si ha alternanza di generazioni essendo i soli gameti in assetto aploide
In alcune specie gli individui diploidi portano gameti maschili e femminili sullo stesso individuo
(monoici), in altre specie c’è separazione dei sessi con diplofiti maschili e diplofiti femminili.
Piante diplobionti sono rare: le alghe brune, alcune diatomee e alcune alghe verdi
Ciclo ontogenetico delle briofite
Aplodiplonte con prevalenza del
gametofito (n) che rappresenta la fase
dominante del ciclo biologico rispetto
allo sporofito (2n)
Ciclo ontogenetico delle pteridofite
Aplodiplonte con prevalenza dello
sporofito (2n) sul gametofito (n)
Pteridofite
Gimnosperme
Angiosperme: evoluzione sporofito (2n) e riduzione gametofito (n)
La maggior parte delle angiosperme ha un ciclo riproduttivo aplo-diplonte
La parte che chiamiamo “pianta” (alberi, arbusti,
erbe..) rappresentano la fase dello sporofito (2n).
Gli sporofiti come la maggior parte degli animali adulti
sono sempre diploidi.
Le piante superiori hanno organi sessuali (fiori)
contenenti cellule sessuali che a seguito di meiosi
generano spore aploidi (n) .
Nella fecondazione i gameti si uniscono a e generano
uno zigote diploide (2n) che per mitosi ricomincerà a
crescere.