RIPRODUZIONE ASESSUATA: CARATTERISTICHE E TIPOLOGIE - BIOLOGIA - 2025

La riproduzione asessuata è definita come la moltiplicazione di un individuo capace di produrre seme senza fecondazione. Pertanto, gli organismi figlia sono costituiti da cloni del genitore.

Si presume che i bambini prodotti da eventi riproduttivi asessuali siano copie identiche dei loro genitori. Tuttavia, va ricordato che la copia del materiale genetico è soggetta a modifiche chiamate "mutazioni".

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La riproduzione asessuata è predominante negli organismi unicellulari, come batteri e protisti. Nella maggior parte dei casi, una cellula staminale dà origine a due cellule figlie, in un evento chiamato fissione binaria.

Sebbene gli animali siano solitamente associati alla riproduzione sessuale e le piante alla riproduzione asessuata, è un rapporto sbagliato e in entrambi i lignaggi troviamo i due modelli base di riproduzione.

Esistono diversi meccanismi mediante i quali un organismo può riprodursi asessualmente. Negli animali, i tipi principali sono la frammentazione, il germogliamento e la partenogenesi.

Nel caso delle piante la riproduzione asessuata si caratterizza per essere estremamente varia, poiché questi organismi godono di grande plasticità. Possono riprodursi, per talea, rizomi, talee e anche per porzioni di foglie e radici.

La riproduzione asessuata presenta una serie di vantaggi. È veloce ed efficiente, consente la colonizzazione degli ambienti in tempi relativamente brevi. Inoltre, non è necessario spendere tempo ed energie combattendo per partner sessuali o danze di corteggiamento complesse ed elaborate.

Tuttavia, il suo principale svantaggio è la mancanza di variabilità genetica, che è una condizione sine qua non perché agiscano i meccanismi responsabili dell'evoluzione biologica.

La mancanza di variabilità in una specie può portare alla sua estinzione se deve affrontare condizioni sfavorevoli, siano esse parassiti o climi estremi. Pertanto, la riproduzione asessuata è intesa come un adattamento alternativo in risposta a condizioni che richiedono popolazioni uniformi.

Caratteristiche generali

La riproduzione sessuale si verifica quando un individuo produce nuovi organismi dalle strutture somatiche. La prole è geneticamente identica al genitore in tutti gli aspetti del genoma, tranne nelle regioni che hanno subito mutazioni somatiche.

Termini diversi sono usati per riferirsi alla produzione di nuovi individui a partire da tessuto o cellule somatiche. In letteratura, la riproduzione sessuale è sinonimo di riproduzione clonale.

Per gli animali si usa solitamente il termine riproduzione agammetica, mentre nelle piante è comune usare l'espressione riproduzione vegetativa.

Un vasto numero di organismi si riproduce per tutta la vita attraverso la riproduzione sessuale. A seconda del gruppo e delle condizioni ambientali, l'organismo può riprodursi esclusivamente asessualmente o alternarlo ad eventi di riproduzione sessuale.

Riproduzione asessuata negli animali (tipi)

Negli animali la prole può provenire da un solo genitore attraverso divisioni mitotiche (riproduzione asessuata) oppure può avvenire attraverso la fecondazione di due gameti di due individui diversi (riproduzione sessuale).

Vari gruppi di animali possono riprodursi asessualmente, prevalentemente gruppi di invertebrati. I tipi più importanti di riproduzione asessuata negli animali sono i seguenti:

gemmazione

Il germogliamento consiste nella formazione di un rigonfiamento o scarico dall'individuo genitoriale. Questa struttura è chiamata tuorlo e darà origine a un nuovo organismo.

Questo processo si verifica in alcuni cnidari (meduse e affini) e tunicati dove la prole può essere prodotta da sporgenze sul corpo dei genitori. L'individuo può crescere e diventare indipendente o affezionarsi al suo genitore per formare una colonia.

Sono presenti colonie di cnidari, i famosi coralli rocciosi, che possono estendersi per più di un metro. Queste strutture sono costituite da individui formati da eventi in erba, le cui gemmule sono rimaste collegate. Le idra sono note per la loro capacità di riprodursi asessualmente germogliando.

Nel caso dei poriferi (spugne) il germogliamento è un modo abbastanza comune di riprodursi. Le spugne possono formare gemmule per resistere a tempi di condizioni ambientali sfavorevoli. Tuttavia, le spugne mostrano anche la riproduzione sessuale.

La frammentazione

Gli animali possono dividere i loro corpi in un processo di frammentazione, dove un pezzo può dare origine a un nuovo individuo. Questo processo è accompagnato dalla rigenerazione, in cui le cellule della porzione genitoriale originale si dividono per generare un corpo completo.

Questo fenomeno si verifica in diverse linee di invertebrati, come spugne, cnidari, anellidi, policheti e tunicati.

I processi di rigenerazione di per sé non devono essere confusi con eventi di riproduzione asessuata. Ad esempio, le spugne quando perdono una delle braccia, possono rigenerarne una nuova. Tuttavia, non implica la riproduzione poiché non porta ad un aumento del numero di individui.

Nelle stelle marine del genere Linckia è possibile che un nuovo individuo abbia avuto origine da un braccio. Quindi, un organismo con cinque braccia può dare origine a cinque nuovi individui.

I planari (turbellari) sono organismi vermiformi con la capacità di riprodursi sia sessualmente che asessualmente. Un'esperienza comune nei laboratori di biologia è quella di frammentare una planaria per osservare come un nuovo organismo si rigenera da ogni pezzo.

Partenogenesi negli invertebrati

In alcuni gruppi di invertebrati, come insetti e crostacei, un ovulo è in grado di sviluppare un individuo completo, senza la necessità di essere fecondato da uno sperma. Questo fenomeno si chiama partenogenesi ed è diffuso negli animali.

L'esempio più chiaro è quello degli imenotteri, nello specifico le api. Questi insetti possono dare origine a maschi, chiamati droni, attraverso la partenogenesi. Poiché gli individui provengono da un uovo non fecondato, sono aploidi (hanno solo metà del carico genetico).

Gli afidi - un altro gruppo di insetti - possono dare origine a nuovi individui tramite processi di partenogenesi o riproduzione sessuale.

Nel crostaceo Daphnia la femmina produce diversi tipi di uova a seconda delle condizioni ambientali. Le uova possono essere fecondate e dare origine a un individuo diploide o svilupparsi per partenogenesi. Il primo caso è associato a condizioni ambientali sfavorevoli, mentre la partenogenesi si verifica in ambienti prosperi

In laboratorio, la partenogenesi può essere indotta dall'applicazione di sostanze chimiche o stimoli fisici. In alcuni echinodermi e anfibi, questo processo è stato eseguito con successo ed è chiamato partenogenesi sperimentale. Allo stesso modo, esiste un batterio del genere Wolbachia in grado di indurre il processo.

Partenogenesi nei vertebrati

Il fenomeno della partenogenesi si estende alla stirpe dei vertebrati. In vari generi di pesci, anfibi e rettili, si verifica una forma più complessa di questo processo, che coinvolge la duplicazione del set cromosomico, portando a zigoti diploidi senza la partecipazione di un gamete maschile.

Circa 15 specie di lucertole sono note per la loro capacità unica di riprodursi attraverso la partenogenesi.

Sebbene questi rettili non abbiano direttamente bisogno di un partner per concepire (in effetti, queste specie mancano di maschi), richiedono stimoli sessuali da false copulazioni e sessioni di corteggiamento con altri individui.

Androgenesi e ginogenesi

Nel processo di androgenesi, il nucleo dell'ovocita degenera e viene sostituito dal nucleo del padre attraverso la fusione nucleare di due spermatozoi. Sebbene si presenti in alcune specie animali, come ad esempio gli insetti stecco, non è considerato un processo comune in quel regno.

D'altra parte, la ginogenesi consiste nella produzione di nuovi organismi da parte di ovociti diploidi (cellule sessuali femminili) che non hanno subito la divisione del loro materiale genetico da parte della meiosi.

Ricorda che le nostre cellule sessuali hanno solo la metà dei cromosomi e quando avviene la fecondazione il numero di cromosomi viene ripristinato.

Perché avvenga la ginogenesi, è necessaria la stimolazione dallo sperma del maschio. Il prodotto della prole della ginogenesi sono femmine identiche alla loro madre. Questo percorso è anche noto come pseudogamia.

Riproduzione asessuata nelle piante (tipi)

Nelle piante esiste un ampio spettro di modalità di riproduzione. Sono organismi altamente plastici e non è raro trovare piante in grado di riprodursi sessualmente e asessualmente.

Tuttavia, è stato scoperto che molte specie preferiscono la via di riproduzione asessuata, anche se i loro antenati lo facevano sessualmente.

Nel caso della riproduzione asessuata, le piante possono generare prole in modi diversi, dallo sviluppo di un ovulo non fecondato all'ottenimento di un organismo completo da parte di un frammento del genitore.

Come nel caso degli animali, la riproduzione sessuale avviene per eventi di divisione cellulare per mitosi, che si traducono in cellule identiche. Di seguito discuteremo i tipi più rilevanti di riproduzione vegetativa:

stoloni

Alcune piante sono in grado di riprodursi su steli sottili e allungati che si originano lungo la superficie del suolo. Queste strutture sono note come stoloni e generano radici a intervalli distanziati. Le radici possono generare steli eretti che alla fine si sviluppano in individui indipendenti.

Un esempio eccezionale è la specie di fragola o fragola (Fragaria ananassa) che è in grado di generare varie strutture, tra cui foglie, radici e steli di ogni nodo di uno stolone.

rizomi

Sia negli stoloni che nei rizomi, le gemme ascellari delle piante possono generare uno stelo specializzato per la riproduzione asessuata. La pianta madre rappresenta una fonte di riserva per i germogli.

I rizomi sono steli a crescita indefinita che crescono sotto terra - o sopra - orizzontalmente. Come gli stoloni, producono radici avventizie, che genereranno una nuova pianta identica a quella madre.

Questo tipo di riproduzione vegetativa è importante nel gruppo delle graminacee (dove i rizomi portano alla formazione di gemme che danno origine a fusti con foglie e fiori), piante perenni ornamentali, pascoli, canneti e bambù.

talee

Le talee sono pezzi o pezzi di uno stelo da cui ha origine una nuova pianta. Affinché questo evento si verifichi, il fusto deve essere interrato nel terreno per evitare l'essiccazione e può essere trattato con ormoni che stimolano la crescita delle radici avventizie.

In altri casi, il pezzo di stelo viene posto in acqua per stimolare la formazione delle radici. Dopo che è stato trasferito in un ambiente adatto, può svilupparsi un nuovo individuo.

innesti

Le piante possono riprodursi inserendo una gemma in una fessura precedentemente realizzata in uno stelo di una pianta legnosa che ha radici.

Quando la procedura ha esito positivo, la ferita è chiusa e lo stelo è vitale. Colloquialmente si dice che la pianta "catturata".

Foglie e radici

Esistono alcune specie in cui le foglie possono essere utilizzate come strutture per la riproduzione vegetativa. La specie popolarmente conosciuta come "pianta della maternità" (Kalanchoe daigremontiana) può generare piante separate dal tessuto meristematico posto sul bordo delle loro foglie.

Queste piccole piante crescono attaccate alle foglie, finché non sono abbastanza mature da separarsi dalla madre. Quando la pianta figlia cade a terra mette radici.

In ciliegia, mela e lampone la riproduzione può avvenire attraverso le radici. Queste strutture sotterranee producono germogli in grado di originare nuovi individui.

Ci sono casi estremi come il dente di leone. Se qualcuno cerca di estrarre la pianta dal terreno e frammentarne le radici, ognuno dei pezzi può dare origine a una nuova pianta.

sporulazione

La sporulazione si verifica in un'ampia gamma di organismi vegetali, inclusi muschi e felci. Il processo consiste nella formazione di un numero significativo di spore in grado di resistere a condizioni ambientali avverse.

Le spore sono piccoli elementi facilmente dispersi, sia dagli animali che dal vento. Quando raggiungono una zona favorevole, la spora si sviluppa in un individuo uguale a quello che l'ha originata.

propaguli

I propaguli sono accumuli di cellule, tipici di briofite e felci, ma si trovano anche in alcune piante superiori come tuberi ed erbe. Queste strutture provengono dal tallo e sono piccoli germogli con la capacità di diffondersi.

Partenogenesi e apomissia

In botanica, viene spesso applicato anche con il termine partenogenesi. Sebbene sia usato in un senso più ristretto per descrivere un evento di "apomissia gametofitica". In questo caso, uno sporofito (il seme) è prodotto da una cellula di un ovulo che non subisce riduzione.

L'apossimisi è presente in circa 400 specie di angiosperme, mentre altre piante possono farlo facoltativamente. Pertanto, la partenogenesi descrive solo una parte della riproduzione asessuata nelle piante. Pertanto, si suggerisce di evitare l'uso del termine alle piante.

Alcuni autori (vedi De Meeûs et al. 2007) tendono a dividere l'apomissi dalla riproduzione vegetativa. Inoltre classificano l'apomissia come quella gametofitica già descritta, e proviene dallo sporofito, dove l'embrione si sviluppa da una cellula nucleare o altro tessuto somatico dell'ovaio che non subisce la fase gametofitica.

Vantaggi della riproduzione asessuata nelle piante

In generale, la riproduzione asessuata consente alla pianta di riprodursi in copie identiche che si adattano bene a quel particolare ambiente.

Inoltre, la riproduzione asessuata negli argenti è un meccanismo veloce ed efficiente. Per questo motivo viene utilizzato come strategia quando l'organismo si trova in zone dove gli ambienti non sono molto adatti alla riproduzione per seme.

Ad esempio, le piante situate in ambienti aridi in Patagonia, come i corioni, si riproducono in questo modo, occupando vaste aree di terreno.

D'altra parte, gli agricoltori hanno sfruttato al meglio questo tipo di propagazione. Possono selezionare una varietà e riprodurla in modo asessuato per ottenere cloni. Pertanto, otterranno l'uniformità genetica e consentiranno loro di mantenere alcune caratteristiche desiderate.

Riproduzione asessuata nei microrganismi (tipi)

La riproduzione asessuata è molto comune negli organismi unicellulari. Nei lignaggi procarioti, ad esempio i batteri, i più importanti sono la fissione binaria, il germogliamento, la frammentazione e la fissione multipla. D'altra parte, negli organismi eucarioti unicellulari c'è divisione binaria e sporulazione.

Fissione binaria nei batteri

La fissione binaria è un processo di divisione del materiale genetico, seguito dall'equa divisione dell'interno della cellula per ottenere due organismi identici al genitore e identici tra loro.

La fissione binaria inizia quando i batteri si trovano in un ambiente in cui ci sono abbastanza nutrienti e l'ambiente favorisce la riproduzione. La cellula subisce quindi un leggero evento di allungamento.

Successivamente, inizia la replicazione del materiale genetico. Nei batteri, il DNA è organizzato su un cromosoma circolare e non è delimitato da una membrana, come il nucleo evidente e caratteristico negli eucarioti.

Nel periodo di divisione il materiale genetico viene distribuito ai lati opposti della cellula in divisione. A questo punto inizia la sintesi dei polisaccaridi che formano la parete batterica, quindi avviene la formazione di un setto nel mezzo e la cellula finalmente si separa completamente.

In alcuni casi, i batteri possono iniziare a dividere e duplicare il loro materiale genetico. Tuttavia, le cellule non si separano mai. Esempi di ciò sono i grappoli di cocchi, come i diplococchi.

Fissione binaria negli eucarioti

Negli eucarioti unicellulari, come ad esempio il tripanosoma, si verifica un tipo di riproduzione simile: una cellula dà origine a due cellule figlie di dimensioni simili.

A causa della presenza di un vero nucleo cellulare, questo processo diventa più complesso ed elaborato. Affinché il nucleo possa dividersi, deve verificarsi un processo di mitosi, seguito dalla citochinesi, che comprende la divisione del citoplasma.

Fissione multipla

Sebbene la fissione binaria sia la modalità riproduttiva più comune, alcune specie, come Bdellovibrio ¸, sono in grado di sperimentare fissioni multiple. Il risultato di questo processo sono più cellule figlie e non più due, come menzionato nella fissione binaria.

gemmazione

È un processo simile a quello menzionato per gli animali, ma estrapolato a una singola cellula. Il germogliamento batterico inizia con un piccolo germoglio che differisce dalla cellula madre. Questo rigonfiamento subisce un processo di crescita fino a quando non si separa gradualmente dai batteri che lo hanno originato.

Il germogliamento determina una distribuzione non uniforme del materiale contenuto nella cellula.

La frammentazione

In genere, i batteri di tipo filamentoso (ad esempio Nicardia sp.) Possono riprodursi attraverso questa via. Le cellule del filamento si separano e iniziano a crescere come nuove cellule.

sporulazione

La sporulazione consiste nella produzione di strutture chiamate spore. Si tratta di strutture altamente resistenti costituite da una cellula.

Questo processo è legato alle condizioni ambientali che circondano l'organismo, generalmente quando queste diventano sfavorevoli per carenza di nutrienti o climi estremi, si innesca la sporulazione.

Differenze tra riproduzione sessuale e asessuata

Negli individui che si riproducono asessualmente, la prole è costituita da copie praticamente identiche dei loro genitori, cioè cloni. Il genoma dell'unico genitore viene copiato da divisioni cellulari mitotiche, dove il DNA viene copiato e trasmesso in parti uguali alle due cellule figlie.

Al contrario, affinché la riproduzione sessuale avvenga, devono partecipare due individui di sesso opposto, ad eccezione degli ermafroditi.

Ciascuno dei genitori porterà un gamete o cellule sessuali generate da eventi meiotici. La prole consiste in combinazioni uniche tra entrambi i genitori. In altre parole, c'è una notevole variazione genetica.

Per comprendere gli alti livelli di variazione nella riproduzione sessuale, dobbiamo concentrarci sui cromosomi durante la divisione. Queste strutture sono in grado di scambiare frammenti tra loro, portando a combinazioni uniche. Pertanto, quando osserviamo i fratelli degli stessi genitori, non sono identici tra loro.

Vantaggi della riproduzione asessuata rispetto a quella sessuale

La riproduzione asessuata presenta diversi vantaggi rispetto alla riproduzione sessuale. In primo luogo, non si spreca tempo ed energia nei complessi balli di corteggiamento o nei combattimenti per la femmina tipici di alcune specie, poiché è necessario un solo genitore.

In secondo luogo, molti individui che si riproducono sessualmente consumano molte energie nella produzione di gameti che non vengono mai fecondati. Ciò ti consente di colonizzare nuovi ambienti in modo rapido ed efficiente senza la necessità di trovare un compagno.

Teoricamente, i modelli di riproduzione asessuata sopra citati danno maggiori vantaggi - rispetto a quelli sessuali - agli individui che vivono in ambienti stabili, poiché possono perpetuare i loro genotipi in modo preciso.

Riferimenti

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