Riproduzione - Materiale Scienze della Formazione Primaria

Riproduzione
Riproduzione asessuale
• Non prevede ricombinazione genica
Da un individuo progenitore derivano
individui geneticamente identici
• La riproduzione asessuale è fortemente
correlata alla capacità rigenerative tipiche
di organismi ad organizzazione semplice
• E’ pertanto presente in molti invertebrati
ma si perde con l’aumentare della
complessità degli organismi
Processi morfogenetici
• Sono nella maggior parte dei casi legati alla
persistenza nell’individuo progenitore di cellule
indifferenziate capaci di dare origine a diversi
tipi cellulari
• Fenomeni di differenziamento sono anche legati
alla riproduzione agamica a partire da cellule
provenienti da vari distretti corporei che
differenziandosi danno origine ad un
riarrangiamento di tessuti preesistenti(cellule già
differenziate si comportano come cellule
indifferenziate)
• il vantaggio della riproduzione
asessuale è a breve termine e consiste in
un’elevata produzione di individui in breve
tempo e a basso costo energetico .
• i vantaggi della riproduzione sessuale
sono invece a lungo termine con maggiori
possibilità di adattamento ed evoluzione
Svantaggio riproduzione
asessuale
• Assenza di ricombinazione genica: le
cellule che daranno vita ai nuovi organismi
sono prodotte per divisione mitotica
quindi hanno corredo cromosomico
identico alle cellula che li ha prodotte →
avranno lo stesso “destino”in termini di
risposta alle pressioni ambientali.
Mitosi
Interfase
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
Diacinesi
Svantaggio-Vantaggio
• Gli habitat delle popolazioni a riproduzione
agamica ospitano solitamente un ristretto
numero di specie e di conseguenza saranno
presenti solo pochi potenziali predatori.
Al modificarsi delle condizioni ambientali potrebbe
seguire la scomparsa di tutta una popolazione
• Nelle specie coloniali la r. asessuale costituisce
una strategia vincente in quanto consente una
rapida colonizzazione del substrato disponibile
RIPRODUZIONE ASESSUALE
GEMMAZIONE – FRAMMENTAZIONE–
SCISSIONE
Gemmazione
Rigenerazione
Scissione
Frammentazione
Frammentazione
• E’ la forma più semplice di riproduzione
agamica.
• Consiste nel distacco di porzioni più o meno
ampie di un organismo, che daranno vita, in
seguito al successivo differenziamento di tessuti
e organi mancanti, a nuovi individui autonomi
• Tipico di organismi bentonici di grandi
dimensioni: Poriferi Cnidari
• Tra le cause della frammentazione
:tempeste,uragani,predazione e anche attività
antropiche come pesca e navigazione
Autotomia
• E’ una modalità di frammentazione
volontaria utilizzata anche a scopo
riproduttivo
• Osservata in
echinodermi(asteroidei,crinoidei) è tipica
di molti invertebrati (diffusa nei Policheti)
• Processo che porta alla suddivisione di un
individuo in due o più parti che dopo la
loro separazione rigenerano le parti
mancanti dando origine ad individui
completi.
• La differenza con la frammentazione è che
il piano di scissione è predeterminato e
ben definito.
SCISSIONE
• Scissione longitudinale: solco
longitudinale che divide l’animale in due
parti identiche.
• Scissione trasversale:solco trasversale
che divide l’animale in due parti identiche.
• Strobilazione: solchi trasversali che
dividono l’animale in più parti. Formazione
di più individui di dimensione
ridotta(cnidari,anellidi)
• I geni che sovrintendono alla riproduzione
asessuale, come dimostrano studi sui
Cnidari,sembrano essere gli stessi che
intervengono nei fenomeni rigenerati
• Per il controllo degli eventi successivi alla
scissione sembra che siano implicati
stimoli di tipo endogeno i cui eventi
fisiologici sono ancora poco noti
Scissione trasversale
Divisione trasversale
E' il metodo più usato dall'anemone Gonactinia prolifera. L'animale
a metà altezza del gambo sviluppa una serie di tentacoli e quando
sono completi incomincia a formarsi un taglio che divide in due la
colonia.
Se il taglio avviene al di sopra dell'anello di tentacoli si formano due
invertebrati di cui uno fisso a terra e l'altro che si muoverà
seguendo la corrente nella speranza di trovare poi un appiglio.
Altra possibilità è che il taglio si formi al di sotto dei nuovi tentacoli.
In questo caso si formano tre individui diversi, il primo è quello che
è rimasto bloccato a terra che velocemente sviluppa i tentacoli e
quindi si completa.
Il resto della colonia vaga trasportato dalla corrente come se fosse
un animale con due bocche, in realtà la colonia si divide a metà
formando due elementi completi che poi si fisseranno sulle rocce.
Altro metodo: se l'animale è stato ferito da un predatore e ha perso
il disco orale con i tentacoli in pochi giorni è in grado di farli
ricrescere. Il disco orale se è sopravvissuto all'attacco
dell'organismo ostile e non è stato troppo danneggiato o si riprende
incominciando a ricostruire un corpo oppure muore.
In natura è stato verificato che a volte il disco danneggiato invece di
far crescere un piede fa crescere un nuovo disco orale e si forma
uno strano animale formato da due dischi orali e da tentacoli che
però non ha possibilità di fissarsi a terra e di sopravvivere. Morirà in
poche settimane mentre in pochi giorni la base si sarà ripresa e
sarà fisicamente integra.
Attinie:Cnidari
antozoi
Attinie:Cnidari
antozoi
Divisione longitudinale
E' praticata soprattutto da Entacmaea quadricolor, Heteractis magnifica e Stichodactyla helianthus.
L'animale si divide in due o più esemplari più piccoli, la separazione inizia dalla bocca fino al piede.
Non tutti gli invertebrati lo fanno oppure lo fanno solo come conseguenza di una ferita o di un attacco da
parte di qualche predatore.
Il problema è che a volte la divisione non è simmetrica e alcune parti del corpo necessarie alla
colonia rimangono solo in uno degli esemplari figli e gli altri non possono che morire.
Si pensi ad esempio al sifonoglipo che serve per pompare l'acqua all'interno della cavità gastrovascolare
ce ne sono due ai lati opposti della bocca e a volte rimangono tutte e due dalla stessa parte.
Poliembronia
• Particolare forma di riproduzione agamica che
consiste nella formazione di più embrioni a
partire da un medesimo zigote, dovuta a
fenomeni regolativi che intervengono nelle prime
fasi di segmentazione.
• Invertebrati come platelminti,insetti(imenotteri:da
un solo uovo anche 1800 individui identici)
• Mammiferi:armadillo 4-12 piccoli identici;
• Poliembrionia di natura accidentale nell’uomo
rappresentata dai gemeli monozigotici
Gemmazione
• Processo locale di riorganizzazione
tissutale che porta alla formazione di
gemme. Queste,ammassi cellulari che
emergono dalla superficie corporea del
progenitore,successivamente si staccano
dando origine a nuovi individui.
• Può manifestarsi pure allo stadio
larvale(es.ascidiacei)
• Invertebrati:poriferi,cnidari ,ascidiacei ecc
• La gemmazione è tipica dei cnidari idrozoi a
ciclo vitale metagenetico (con periodica
alternanza di r. asessuale e sessuale)durante il
quale la medusa è tipicamente prodotta per
gemmazione laterale del polipo, mentre il
polipo è prodotto sessualmente dallo stadio
medusoide plactonico.
• In talune specie anche lo stadio medusoide è
capace di produrre altre meduse per
gemmazione
CICLO metagenetico
La gemmazione come processo di
accrescimento
• Numerose specie di invertebrati coloniali
Gemmulazione
• E’ una forma particolare di gemmazione che
consiste nella produzione di un masserella di
cellule concentrate in un sacchetto
all’interno del corpo dell’individuo
progenitore,( con funzione di resistenza e
dispersione)restano quiescenti sopravvivendo a
situazioni ambientali sfavorevoli per poi essere
disperse ed attivate quando le condizioni
divengono favorevoli.
• Poriferi
Stolonizzazione
• È il processo di formazione
di stoloni in seguito a
gemmazione. gli individui
gemmati arrivano a volte a
costituire dei veri e propri
grappoli legati al
progenitore.
clavelina
lepadiformis
Riproduzione sessuale
• Consiste nell’unione di un gamete maschile con
uno femminile.
• I gameti sono cellule specializzate alla fusione
• La fusione o singamia porta all’unione in un
solo nucleo di due patrimoni genetici diversi con
produzione di organismi geneticamente variati
rispetto a quelli che hanno prodotto i gameti.
• Variabilità genetica
I gameti
Compaiono con gli eucarioti
• Organismi unicellulari :i gameti non sono
sempre il prodotto della meiosi (vedi cicli
vitali)
• Metazoi: i gameti sono sempre il prodotto
della meiosi
gameti
• Isogamia: gameti morfologicamente
identici tra loro
• Anisogamia:gameti morfologicamente
diversi tra loro con macrogamete e
microgamete
• Oogamia:la diversità morfologica tra i
gameti è spinta al massimo con cellula
uovo e spermatozoo
• Per arrivare all’oogamia il percorso
evolutivo è arrivato al massimo della
specializzazione portando alla formazione
di una cellula uovo in grado di essere
fecondata e di uno spermatozoo in grado
di fecondare portando come contributo il
solo nucleo.
Organismi unicellulari
• La riproduzione è separata da quella che
possiamo chiamare sessualità ossia
unione di due genomi
• sono due organismi ad affiancarsi e,come
accade nel paramecio, a scambiarsi i
nuclei,ma non vi è incremento del numero
di individui
metazoi
• Si ha invece sia sessualità che
riproduzione. Infatti c’è l’unione dei due
gameti con la formazione dello zigote che
rappresenta il punto di partenza di un
nuovo individuo. Riproduzione sessuale
• Nei metazoi la riproduzione sessuale può
in taluni casi alternarsi a quella asessuale
svantaggi della riproduzione
sessuale
• Costo energetico per la produzione dei
gameti(maggiore spesa energetica della meiosi
rispetto alla mitosi)e per la ricerca del patner.
• Le cellule uovo dopo fecondazione devono
essere in grado di dare origine ad un nuovo
individuo e quindi necessitano di abbondanti
riserve costituite dal tuorlo o vitello
• Formazione degli apparati riproduttori
• Eventuali fenomeni di corteggiamento e cure
parentali
Espressioni di condizioni sessuali
• Gonocorismo:sessi separati ,femmine e
maschi ,capaci di produrre ognuno solo un
tipo di gamete. Animali spesso
caratterizzati da elevata capacità di
movimento
• Ermafroditismo:capacità di un singolo
individuo di produrre entrambi i tipi di
gameti
entrambi non sono modalità riproduttive
• Gli organismi gonocorici hanno r.sessuale
per anfimissi ossia unione di cellula uovo
e spermatozoo provenienti da individui
diversi.
• Ermafroditismo insufficiente :organismi
ermafroditi che si riproducono per
anfimissi. Lombrichi fecondazione
incrociata
• Ermafroditismo sufficiente:
autofecondazione.Tenia (plateminti
Cestodi)
Riproduzione nel lombrico
• Le gonadi sono permanenti e circoscritte ad una zona
del corpo ben precisa.I segmenti genitali maschili e
femminili sono muniti rispettivamente dotti spermatici e
ovidutti.
Nelle femmine ci sono pure i ricettacoli seminali che
servono per conservare gli spermatozoi che vengono
emessi dal patner durante l’accoppiamento.
Ermafroditi,fecondazione crociata.Il clitello secerne un muco
che serve per tenere uniti i due individui ,l’accoppiamento avviene
quando sono maturi solo gli spermatozoi,che vengono immessi
reciprocamente nel corpo del patner,e trasportati nel ricettacolo
seminale. A questo punto i vermi si separano. Quando le uova
sono mature,il clitello secerne un manicotto di muco che scorre
anteriormente prelevando le uova e gli spematozoi(dai ricettacoli
seminali).Gli spermatozoi fecondano le uova ,il manicotto scorre fino
al prostomio viene liberato,si chiude e forma un bozzolo dove le
uova fecondate rimangono fino alla schiusa. dal bozzolo esce un
adulto miniaturizzato.
Riproduzione
Ermafroditismo sufficiente
• L’autofecondazione garantisce la produzione
di discendenza,però se prosegue per diverse
generazioni la variabilità tende a diminuire fino a
scomparire.
Ad ogni generazione con il crossing-over meiotico
e la successiva fusione dei gameti aploidi,i geni
in eterozigosi possono o rimanere tali o
diventare omozigoti;quelli già omozigoti invece
possono solo rimanere tali. Quindi la tendenza
sarà quella di raggiungere un’omozigosi
completa con perdita di variabilità.
Determinazione del sesso
• il meccanismo coinvolge geni che sono
localizzati su una coppia di cromosomi
sessuali ,coppia che sarà diversa nei
maschi e nelle femmine
• Esistono diversi meccanismi di
determinazione del sesso in molte specie
animali. tutti comportano differenze
cromosomiali tra i sessi e la maggior parte
vede una differenza di una singola coppia
di cromosomi sessuali.
Determinazione genotipica
Sistema X-Y: mammiferi
• Le cellule somatiche di un individuo maschio
hanno un cromosoma X e unoY,quelle di un
individuo femmina hanno X X.
• Nell’uomo :femmine 22coppie autosomi 1 coppia
di comosomi sessuali XX
maschi 22coppie autosomi 1 coppia di
comosomi sessuali XY
Nei mammiferi la presenza di un cromosoma Y
causa la mascolinità
Un gene chiamato SRY localizzato sul cromosoma
Y gioca un ruolo chiave nello sviluppo maschile
Sistema X-0:molti insetti
• Le femmine hanno una coppia di cromosomi sessuali XX
• I maschi variano nelle varie specie,e pertanto possono
avere:
1)Un solo cromosoma sessuale X e sono designati come
X0
2)Due cromosomi X e Y ,designati come XY ,però in questo
sistema la Y non determina la mascolinità(drosophila
melanogaster )
In entrambi i casi il sesso dell’individuo e determinato dal
rapporto tra il numero dei suoi cromosomi X e quello
dei suoi autosomi
Nel caso di Drosophila
• Il genoma di Drosophila ha 4 coppie di cromosomi una
coppia di cromosomi sessuali e tre coppie di autosomi.
• Se ha un cromosoma X(nella coppia di cromosomi
sessuali XY o X0) ed è diploide per i suoi autosomi (2n) il
rapporto sarà 1/2 o 0,5quindi questa mosca diventerà un
maschio sia che riceve sia che non riceva il cromosoma
Y
• Se ha due cromosomi X (nella coppia di cromosomi
sessuali XX) ed è diploide per i suoi autosomi (2n) il
rapporto sarà 2/2 o 1 quindi la mosca sarà femmina
Sistema Z-W uccelli e alcuni pesci
• In questo sistema a differenza di quello
dei mammiferi è il maschio ad avere due
cromosomi uguali
• Le femmine hanno una coppia di
cromosomi sessuali ZW
• I maschi ZZ coppia di cromosomi uguali
Aplodiploidia imenotteri sociali
• I maschi sono generati da
uova(aploidi)non fecondate .quindi i
maschi sono sempre individui aploidi(es.
api :i fuchi)
• Le femmine sono generate da uova
fecondate quindi diploidi(es.ape regina e
operaie)
Determinazione ambientale del
sesso
• In alcuni pesci e rettili il sesso è controllato
da fattori ambientali come la temperatura.
Es. alligatore americano alligator mississippiensis,
la temperatura determina lo sviluppo del sesso:
a 33°C le uova fecondate danno origine a
femmine ,mentre ad una temperatura superiore
al 95% di femmine.
Sembrerebbe che la temperatura abbia un effetto
sull’espressione dei geni che determinano il
sesso nell’embrione.
Altri fattori ambientali sono:valori di ph,dimensioni
degli ospiti in alcuni nematodi parassiti,ecc
APPARATO RIPRODUTTORE
Spugne>>>assente – mesoglea
Celenterati>>> sviluppo di gonadi
Bilateralia >>> sistema riproduttore completo
Manca l’apparato riproduttore
• Poriferi vengono prodotte cellule
germinali nella mesoglea dove ha luogo
fecondazione e primi stadi di sviluppo
embrionale
• Cnidari gonadi,anche temporanee,prive di
dotti specializzati per l’emissione sessi
separati)che si riproducono rilasciando nell’ambiente
(mare) i gameti (fecondazione e sviluppo esterni).
RIPRODUZIONE poriferi
•Frequentemente ermafroditi (ogni singolo individuo produce
sia cellule uovo che spermatozoi) .
•Riproduzione sessuale (Si ritiene che i coanociti e gli
amebociti producano cellule uovo e spermatozoi)
•Fecondazione crociata:cellule uovo nella mesoglea,gli
spermatozoi vengono rilasciati nell’acqua per raggiungere le
cellule uovo nella masoglea di un altro individuo.
•Fecondazione interna,gli zigoti si trasformano in larve flagellate
e abbandonano l’individuo progenitore.
•Substrato,metamorfosi,adulto sessile.
•Riproduzione Asessuale :gemmazione o
frammentazione(ogni frammento è in grado di produrre un
individuo completo)
Apparato riproduttore :Metazoi
Comprende:
• le gonadi (che nei gruppi a sessi separati
sono ovaio nella femmina e testicoli nei
maschi.
negli ermafroditi sono presenti entrambe le
gonadi nello stesso individuo
• Dotti e strutture accessorie che variano
a seconda del tipo di
fecondazione,deposizione e sviluppo
Gonadi
Apparato riproduttore maschile
• Gonade ossia testicoli
• Deferenti per la fuoriuscita degli spermatozoi
• Sacco spermatico per il deposito degli
spermatozoi
• Ghiandola prostatica il cui secreto aggiunto agli
spermatozoi forma il liquido seminale
• Organo copulatore in caso do fecondazione
interna
Apparato riproduttore femminile
• Gonade ossia ovaio
• Ovidotti per la fuoriuscita delle uova
• Ricettacoli seminali per la conservazione
del liquido seminale dopo la copula
• Ghiandole perla produzione di sostanze di
riserva e di protezione per l’uovo
In caso di ovoviviparità o viviparità
• Le vie genitali possono presentare tratti
dedicati ai rapporti con gli embrioni in via
di sviluppo,fino ad avere nei più evoluti un
vero e proprio utero
Negli animali si distingue:
• Linea germinale: rappresentata da
cellule il cui materiale genetico ha la
possibilità di essere trasmesso alla prole
• Linea somatica: rappresenta da cellule
che formeranno tutti gli altri tessuti
Linea germinale
• Cellule germinali primordiali ,che spesso si originano
da punti lontani da quegli abbozzi che in seguito saranno
le gonadi
• Le cellule germinali primordiali migreranno verso le
gonadi dove si divideranno mitoticamente più volte
dando origine agli spermatogoni o agli ovogoni(o ad
entrambi negli ermafroditi)
• Ulteriori divisioni mitotiche porteranno alla formazione
degli spermatociti o degli ovociti
• Questi andranno incontro a spermatogenesi o
ovogenesi ossia meiosi e processo di maturazione
funzionale
spermatogenesi
• E’ il processo che dallo spermatocito I porta allo
spermatozoo.Comprende:2 spermatociti I
• Meiosi:I divisione meiotica 2 spermatociti II
aploidi
II divisione meiotica 4 spermatidi aploidi
Questa fase rappresenta la maturazione
gametica ossia la ricombinazione e
separazione dei due genomi con formazione del
nucleo aploide
Diploide
Aploide
Temperatura
3,5 ml
400 milioni
vescichette seminali
fruttosio e
prostaglandine
prostata
prostaglandine e pH
ghiandole bulbouretrali
secreto mucoso
Spermatogenesi
• Maturazione funzionale: il nucleo dello
spermatidio condensa la cromatina e
assume un aspetto specie-specifico
Il citoplasma si riduce
Dal complesso del Golgi si forma l’acrosoma
Dal centriolo si forma infine il flagello
Spermatozoo maturo
La testa contiene un nucleo aploide con cromatina condensata,poco citoplasma e
acrosoma.
Acrosoma:contiene una vescicola con gli enzimi per la penetrazione dell’uovo,e un
processo contenente molecole per il riconoscimento specie-specifico dell’uovo
Collo:con numerosi mitocondri:energia
flagello
ovogenesi
• E’ il processo che comprende:
• 2 ovociti I
• Meiosi:inizia la I divisione meiotica che però si
arresta allo stadio di diplotene(dove si è già
condensata la cromatina ed è già avvenuto il
crossing-over ma non si è ancora formato il fuso
i cromosomi omologhi non si soo ancora
separati tetradi)
Durante questa prima fase inizia anche la
maturazione funzionale ovvero la sintesi di
sostanze di riserva(tuorlo o vitello)che seviranno
durante lo sviluppo embrionale
• Terminata la maturazione funzionale,riprende
la maturazione gametica(meiosi I) che
termina con la formazione di due cellule
disuguali:
1 ovocita II con quasi tutto il citoplasma e
1 primo globulo polare che viene espulso
MEIOSI II : ovocita II → cellula uovo
secondo globulo polore
(espulso)
• In alcuni animali come ad es. il riccio di
mare la fecondazione avviene solo al
termine della meiosi II
• Nei vertebrati può avvenire anche prima
per cui il nucleo dello spermatozoo
penetra nell’ovocito e aspetta lì che il
pronucleo femminile sia formato.
Fecondazione
Ovipari: lo sviluppo dello zigote avviene all’esterno del corpo materno
Ovovivipari: lo zigote viene ritenuto nelle vie genitali e si sviluppa a
spese dell’uovo
Vivipari: lo zigote si sviluppa all’interno delle vie genitali e la madre
provvede anche al nutrimento (placenta).
Fecondazione ed inseminazione
• Inseminazione liberazione degli
spermatozoi
• Fecondazione fusione del gamete
maschile con il gamete femminile
L’inseminazione così come la fecondazione possono
essere interne o esterne indipendentemente l’una
dall’altra
Più modalità:
• Poriferi:inseminazione esterna,fecondazione
interna(mesoglea)
• Molti invertebrati e molti pesci ed
anfibi:inseminazione esterna,fecondazione pure
esterna(uova e spermatozoi liberati nell’acqua)
• Animali terrestri e anche acquatici provvisti di
organo copulatore o
spermatofore:inseminazione e fecondazione
interne
• Inseminazione ipodermica e fecondazione
interna(cimice dei letti):perforazione dell’addome
Numero dei gameti in relazione al
successo riproduttivo
• Gameti femminili richiedono una più
elevata spesa energetica :da poche a
centinaia
• Gameti maschili: numero sempre elevato
per garantire la fecondazione
fecondazione
• Riconoscimento specie-specifico
Chemiotassi ossia liberazione di sostanze chimiche liberate
dall’uovo che attraggono gli spermatozoi della stessa
specie
FECONDAZIONE:contatto spermatozoo strato
gelatinoso→ reazione acrosomiale
Liberazione di enzimi proteolitici
• Le molecole di actina,poste tra l’acrosoma e il nucleo
dello spermatozoo,polimerizzano→processo
acrosomiale
• Bindina:proteina sulla membrana
acrosomica,riconoscimento specie –specifico con
glicoproteine della membrana vitellina→cono di
fecondazione.
Blocco alla polispermia
• Blocco rapido:modificazione del potenziale
elettrico della membrana dell’uovo entro
un 1 decimo di secondo dalla
penetrazione
• Blocco lento:scoppio dei granuli corticali
con sollevamento della membrana vitellina
e formazione della membrana di
fecondazione
Blocco rapido
(1 decimo di
secondo)
Blocco lento
(20-30 secondi)
• In alcuni animali il blocco alla polispermia è
dovuto al fatto che le uova posseggono una sola
piccola apertura attraversabile dallo
spermatozoo il micropilio.
• Polispermia fisiologiaca :caratteristica di
alcune specie (es. pollo)in cui più spermatozoi
penetrano ma solo il nucleo di uno si fonderà
con quello della cellula uovo. Gli altri rimarranno
nel tuorlo e ne faciliteranno l‘utilizzo.
Partenogenesi
O riproduzione virginale dell’uovo: l’uovo
si attiva e si sviluppa senza il contributo
dello spermatozoo(genoma
esclusivamente di derivazione materna)
• Partenogenesi facoltativa: le femmine
possono riprodursi per partenogenesi o
per anfimissi
• Partenogenesi obbligatoria: unica
modalità di sviluppo possibile per l’uovo
Partenogenesi ciclica
• Organismi a ciclo vitale eterogonico:
alternanza tra riproduzione anfimittica
e riproduzione partenogenetica
•
Il ciclo vitale dell'ape.
L'ape è un animale che si riproduce per partenogesi e lo fa con un
ciclo vitale molto particolare. La regina depone le uova che verranno
allevate dalle api operaie ma tali uova non sono tutte fecondate. La
regina infatti si accoppia con l'ape maschio, il fuco, e grazie ad una
particolare anatomia, può decidere quali ovuli fecondare e quali no.
Gi ovuli fecondati si trasformano in femmine e gli ovuli non fecondati
si trasformano in fuchi. Tra le femmine, mediante un meccanismo
particolare di nutrimento, viene definita un'ape regina diploide che
avrà il compito di riprodursi. Questo sistema che prevede la nascita
di maschi o femmine a seconda dello stato di fecondazione degli
ovuli prende il nome di partenogesi aplodiploide.
•Dal punto di vista della divisione cellulare esistono due tipi di
partenogenesi che vengono classificati in base alla modalità di divisone
delle cellule:
•
Nella partenogesi ameiotica le cellule si dividono per semplice
mitosi in quanto non avvengono fenomeni di ricombinazione
genetica. La partenogesi ameiotica forma individui cloni del
genitore.
• La partenogenesi meiotica è un processo nel quale le cellule si
dividono per meiosi e, sebbene non avviene la fecondazione, lo
scambio cromosomico è garantito dal crossing over.
E' importante comprendere che lo scambio cromosomico che avviene
nella partenogenesi meiotica è incompleto se paragonato a quanto
avviene nella riproduzione sessuale, dove il cromosoma finale è il
risultato di parti di informazione genetica fornita da ambedue i
parenti
Cicli vitali
• Il ciclo vitale di una qualsiasi specie è la
sequenza di eventi che produce
un’altra generazione di organismi
• Per gli organismi a riproduzione sessuale
questo implica un’alternanza tra cellule(od
organismi)aploidi e cellule(od
organismi)diploidi.
Ciclo aplonte dominante
•
Molti
funghi e
qualche
protista
Organismo
multicellu
lare
aploide
•
Ciclo aplodiplonte(altrnanza di
generazioni
Piante e alcune alghe
•
animali
Ciclo diploide dominante
Sviluppo embrionale
Insieme di eventi, controllati
dall’espressione di particolari geni, che
iniziano dal momento in cui la cellula uovo
è stata fecondata dando origine allo
zigote
segmentazione
• Lo zigote và incontro a rapide e molteplici
divisioni mitotiche senza accrescimento
cellulare che lo suddividono in tante
cellule dette blastomeri
• La geometria di segmentazione dipende
dall’orientazione dei fusi mitotici,e dalla
quantità e distribuzione del materiale di
riserva
Dal tipo di uova…
• Uova oligolecitiche: piccola quantità di tuorlo
omogeneamente distribuito.Maggior parte degli
invertebrati e Mammiferi euteri(placentati)
• Uova centrolecitiche: tuorlo radunato al centro la
segmentazione è limitata al sottile strato di citoplasma
che lo circonda. Molti artropodi e Insetti
• Uova telolecitiche: uova con grandi quantità di tuorlo
concentrato al polo vegetativo e poco citoplasma al polo
animale. Molluschi cefalopodi,pesci,rettili,uccelli e
mammiferi metateri e prototeri
• Uova mesolecitiche: hanno una segmentazione tipica
delle uova oligolecitiche anche se posseggono
abbondante tuorlo che determinerà una segmentazione
diversa. Anfibi
Segmentazione oloblastica
Radiale
Uova oligolecitiche
Segmentazione oloblastica
Spirale
Uova oligolecitiche
Segmentazione Meroblastica
Discoidale
Uova telolecitiche e
centrolecitiche(meroblastica superficiale)
• Alla fine della segmentazione
l’embrione ,senza aumento di dimensioni
rispetto allo zigote,è suddiviso in tante
cellule che circondano una cavità ripiena
di liquido.
• A questo stadio l’embrione è detto
blastula e la cavità blastocele
gastrulazione
• La blastula si trasforma in gastrula grazie ad
una serie di movimenti cellulari coordinati che
determinano le specifiche posizione delle
cellule.
• La gastrula è caratterizzata dalla presenza di
due strati di cellule(foglietti germinativi
ectoderma e entoderma)Animali diblastici
:Cnidari e Ctnofori
• La gastrula è caratterizzata dalla presenza di tre
strati di cellule(ectoderma mesoderma
entoderma.Animali triblastici
gastrulazione
• Animali diblastici la gastrulazione avviene per
immigrazione diffusa di cellule
• Animali triblastici la gastrulazione avviene per
invaginazione del polo vegetativo .
In questo caso l’ectoderma circonderà il residuo
del blastocele,entoderma tapezzerà una nuova
cavità detta archenteron(derivata
dall’invaginazione)che comunica con l’esterno
attraverso il blastoporo.L’archenteron sarà
l’intestino dell’adulto.Tra ecto ed entoderma si
posizionerà il mesoderma
gastrulazione
Organogenesi
Meccanismo di formazione dei tessuti e degli organi
Da ciascun foglietto si formerà una specifica parte
dell’embrione.
• Spostamenti cellulari ,cambiamenti morfologici,segnali
tra le cellule(induzione),apoptosi
• I foglietti germinativi ,per azione dei prodotti di
espressione dei geni regolatori dello sviluppo,diverranno
prima ammassi di cellule pluripotenti poi con una
differenziazione sempre più specifica, porteranno alla
formazione di tessuti ed organi
Sviluppo
• Diretto : il piccolo che schiude dall’uovo è
simile all’adulto.
• Indiretto: l’uovo si sviluppa in larva con
aspetto diverso dall’adulto