COS'È LA PLASMOGAMIA? - BIOLOGIA - 2025

La plasmogamia è uno stadio della riproduzione sessuale in cui la fusione dei citoplasmi dei gameti o delle cellule sessuali avviene senza la fusione dei loro nuclei. La plasmogamia è comune nei funghi, essendo il primo stadio della loro riproduzione sessuale. Può anche verificarsi in cellule vegetali e animali che sono state fuse e coltivate.

I gameti sono cellule speciali, differenziate dalle altre cellule di un organismo, per la loro morfologia e la funzione riproduttiva che svolgono. In alcuni casi, il processo di plasmogamia non si verifica tra gameti differenziati ma tra cellule somatiche indifferenziate (plasmogamia di tipo somatogamia).

Figura 1. Diversi stadi di sviluppo del gametangio femminile (Oogonio) di Saprolegnia sp. (Oomycota). A: oogonium immaturo, B: sviluppo di oogonium; C: oogonio maturo, D: uova. Fonte: Jon Houseman

Dopo un periodo di crescita intensiva, i funghi entrano in una fase di riproduzione, formando e rilasciando un gran numero di spore. Le spore sono generalmente unicellulari e sono prodotte dalla frammentazione del micelio o all'interno di strutture specializzate come sporangi, sporofori o gametangi, tra gli altri.

Le spore possono essere prodotte asessualmente o indirettamente nella riproduzione sessuale. La riproduzione sessuale nei funghi, così come in altri organismi, comporta la fusione di due nuclei che contengono le informazioni genetiche di ogni individuo genitoriale. I nuclei si incontrano fisicamente quando due cellule sessuali o gameti si uniscono.

Fasi della riproduzione sessuale dei funghi

La riproduzione sessuale può essere definita come un meccanismo che rinnova costantemente il carico genetico degli individui di una specie biologica. È un'importante fonte di variabilità genetica, che consente una maggiore capacità di adattamento alle nuove condizioni ambientali.

Il processo di riproduzione sessuale dei funghi ha caratteristiche uniche e particolari di questo regno.

In altri organismi eucarioti (con nuclei e organelli racchiusi nella membrana), come piante, animali e protisti (eucarioti molto semplici, senza tessuti differenziati), la divisione cellulare comporta la dissoluzione e la ricostruzione della membrana nucleare.

Nei funghi, la membrana nucleare rimane intatta durante l'intero processo; in alcune specie, che sono l'eccezione, la membrana nucleare si rompe ma solo parzialmente.

La riproduzione sessuale dei funghi avviene in tre fasi: plasmogamia, cariogamia e meiosi. La durata di ogni evento o stadio della riproduzione sessuale varia e anche gli intervalli tra questi eventi sono variabili, a seconda del tipo di organismo.

Nei funghi primitivi e meno evoluti, la cariogamia si verifica quasi immediatamente dopo la plasmogamia. Al contrario, nei funghi più alti e più evoluti, c'è un intervallo tra le due fasi.

Plasmogamia

La plasmogamia o fusione cellulare è il primo stadio della riproduzione sessuale nei funghi, dove due gameti che sono cellule aploidi geneticamente diverse si fondono, dando luogo a una cellula con due nuclei aploidi. Nella plasmogamia si uniscono solo i citoplasmi dei due gameti aploidi parentali.

Le cellule aploidi contengono un singolo insieme di cromosomi e sono rappresentate come: n. Le cellule diploidi hanno due serie di cromosomi; sono simboleggiati come: 2n.

Karyogamy

Nella fase successiva, chiamata cariogamia, avviene la fusione o unione dei due nuclei aploidi dei gameti parentali, dando origine a una cellula con nucleo diploide.

Con la fusione dei nuclei, viene prodotta una nuova cellula chiamata zigote. Il nucleo di questo zigote contiene un numero raddoppiato di cromosomi (cioè, è diploide o 2n).

Meiosi

La meiosi è l'ultima fase della riproduzione sessuale, in cui il numero di cromosomi si riduce di nuovo della metà. Nella meiosi, una cellula diploide (2n) produce quattro cellule aploidi (n).

Nella meiosi avvengono anche processi di ricombinazione cromosomica che garantiscono che la composizione genetica (o carico genetico) delle nuove cellule sia diversa da quella dei gameti precursori dell'intero processo.

Tipi di plasmogamia

I funghi impiegano una varietà di metodi per unire due nuclei aploidi di cellule compatibili, cioè per la plasmogamia.

La plasmogamia si verifica più frequentemente nelle cellule che non differiscono per morfologia e in questo caso si chiama isogamia. Quando le cellule che fondono i loro citoplasmi sono di dimensioni diverse, la plasmogamia è chiamata anisogamia.

Esistono 5 tipi principali di plasmogamia che sono i seguenti: fusione dei gameti, copulazione gametangiale, fusione gametangiale, spermatizzazione e somatogamia. Questi tipi di plasmogamia sono descritti di seguito.

Gamete fusion

Alcuni funghi producono cellule sessuali specializzate (gameti) che vengono rilasciati da organi sessuali chiamati gametangi, come abbiamo visto in precedenza.

La fusione dei gameti unicellulari avviene nel caso in cui entrambi o almeno uno di essi sia mobile. La mobilità delle spore dipende dal fatto che abbiano flagelli che consentono loro di spingersi a nuotare, nel qual caso sono chiamate zoospore. Generalmente, i due gameti che si fondono hanno le stesse dimensioni e sono chiamati zoospore isogamiche.

Occasionalmente può accadere che un gamete sia più grande dell'altro (gameti anisogamici). Nel genere Monoblepharis del phylla Chytridiomycota, i gameti maschili mobili vengono rilasciati dal gametangium o antheridium maschile.

Successivamente, i gameti maschili penetrano in un gametangio femminile (chiamato oogonium) e fertilizzano i gameti femminili grandi e immobili (chiamati oosfere).

Copulazione gametangiale

In altri funghi, due gametangi entrano in contatto e il nucleo passa dal gametangio maschio a quello femminile. In questo caso, i gametangi fungono da gameti.

Questo tipo di plasmogamia si verifica negli organismi del gruppo Oomycota, in cui i piccoli gametangi maschili (antheridia) producono tubi di fecondazione che crescono, si ramificano e poi si fondono con il gametangio femminile più grande (oogonium).

I tubi di fecondazione consentono ai nuclei dei gameti maschili di passare attraverso un sottile perno penetrante e di fondersi con i gameti femminili (oosfere).

Figura 2. Muffa acquosa del gruppo Oomycota che cresce su larve morte. Questa muffa mostra plasmogamia di tipo a copulazione gametangiale. Fonte: TheAlphaWolf

Fusione di gametangia

In questo tipo di plasmogamia, i gametangi fondono e uniscono i loro nuclei. Ad esempio, le spore dei funghi del gruppo Zigomycota sono morfologicamente identiche, crescono insieme e formano gametangi differenziati che si fondono per formare uno zigote o un uovo. Questo zigote in seguito si trasforma in uno zigospora dalle pareti spesse.

Figura 3. Zygosporangium maturo di un fungo del gruppo Zigomycota. Fonte: Jon Houseman

Spermatizzazione

La spermatizzazione consiste nella fusione di cellule mononucleate (con un unico nucleo), non mobili (senza flagello), con un gametangio femminile.

Somatogamy

Alcuni funghi più evoluti non producono gametangi. In questi casi le ife somatiche vegetative che formano il corpo del fungo acquisiscono funzione sessuale, entrano in contatto, si fondono e scambiano tra loro i loro nuclei.

Questo tipo di plasmogamia si verifica con la fusione di strutture vegetative e non sessuali, come ife e cellule di lievito.

Vantaggi e svantaggi della riproduzione sessuale

La riproduzione di tipo sessuale presenta alcuni svantaggi rispetto alla riproduzione di tipo asessuato. Questi svantaggi includono un aumento del dispendio energetico per far incontrare i gameti, una riproduzione più lenta e di conseguenza un minor numero di figli.

D'altra parte, la riproduzione sessuale ha il vantaggio di produrre variazioni genetiche tra gli individui. In questo tipo di riproduzione, il carico genetico dei discendenti proviene dai geni dei due genitori, e non è identico a quello di nessuno dei due.

Maggiore è la variabilità genetica in una popolazione, maggiore è la sua velocità di evoluzione. Le popolazioni con un'elevata variabilità genetica hanno meccanismi di risposta diversi ai cambiamenti nel loro ambiente, poiché questi possono produrre individui con capacità di adattamento superiori.

Riferimenti

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