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10-09-2020 - La riproduzione virginale (partenogenesi) negli squali e in altri animali

La stragrande maggioranza degli animali devono accoppiarsi per riprodursi. Ma un piccolo sottoinsieme di animali può figliare senza bisogno dell’unione sessuale.

Il processo, chiamato partenogenesi, consente a creature come le api e i serpenti a sonagli di mettere in atto la cosiddetta “riproduzione virginale”.

Tali eventi possono sorprendere chi si occupa degli animali: alcuni esempi includono uno squalo zebra di nome Leonie, che vive insieme ad altri squali femmina presso il Reef HQ Aquarium in Australia, che nel 2016 lasciò i suoi custodi a bocca aperta quando tre delle sue uova si schiusero dando alla luce cuccioli vivi.

Qualche anno prima, presso lo zoo di Louisville, un pitone reticolato di nome Thelma — che non aveva mai visto un esemplare maschio della sua specie — depose sei uova dalle quali uscirono altrettanti cuccioli sani. E nel 2006, presso lo zoo di Chester in Inghilterra un drago di Komodo di nome Flora compì una simile prodezza, lasciando anche in quel caso gli operatori sconcertati.

Il termine “partenogenesi” deriva dal greco e significa letteralmente “nascita verginale”.

Come funziona

La riproduzione sessuata prevede due ingredienti: un ovulo e uno spermatozoo. Ognuno di essi fornisce la metà delle informazioni genetiche necessarie per creare un organismo vivo. Ma nella partenogenesi, l’organismo trova un modo del tutto particolare per compensare i geni normalmente forniti dallo sperma.

Gli ovari producono le uova mediante un complesso processo chiamato meiosi, in cui le cellule si replicano, si riorganizzano e si separano. Queste uova contengono solo la metà dei cromosomi della madre, con una copia di ogni cromosoma (queste sono chiamate cellule aploidi; le cellule che contengono due copie di cromosomi sono chiamate diploidi).

Il processo della meiosi crea anche un sottoprodotto: cellule più piccole chiamate globuli polari, separate dall’uovo fertile. In una versione della partenogenesi, chiamata automissia, l’animale può unire un globulo polare a un uovo, per riprodursi. Questo processo, che è stato documentato negli squali, rimescola leggermente i geni della madre per creare una prole che sarà simile al genitore, pur non essendo cloni esatti dello stesso.

In un’altra forma di partenogenesi, l’apomissia, le cellule riproduttive si replicano mediante mitosi, un processo nel quale le cellule si duplicano creando due cellule diploidi, una specie di copia-e-incolla genetico. Siccome queste cellule non subiscono mai il rimescolamento genetico della meiosi, i discendenti così generati sono cloni del genitore, geneticamente identici. Questa forma di partenogenesi è più comune nelle piante.

Per la maggior parte degli organismi che si riproducono nel primo modo, ovvero attraverso l’automissia, i discendenti generalmente ricevono dalla madre due cromosomi X. Due cromosomi X, le principali informazioni genetiche relative al sesso, danno origine a discendenti solo di sesso femminile.

Ma in rare occasioni, animali come gli afidi possono produrre discendenti maschi fertili, che sono geneticamente identici alla madre a parte la mancanza del secondo cromosoma X. Questi maschi sono generalmente fertili, ma siccome possono produrre solo sperma contenente cromosomi X, tutti i loro discendenti saranno femmine.

Creature piccole e grandi

Gli animali si riproducono per partenogenesi da milioni di anni, un metodo che dapprima si è verificato in alcuni degli organismi più piccoli e più semplici. Per gli animali più avanzati come i vertebrati, gli scienziati ritengono che la riproduzione asessuata rappresenti l’ultimo tentativo di riproduzione per specie che vivono in condizioni avverse. Questo potrebbe spiegare perché la partenogenesi sia possibile in così tante specie desertiche e insulari.

La maggior parte degli animali che procreano mediante partenogenesi sono piccoli invertebrati come api, vespe, formiche e afidi, che possono alternare la riproduzione sessuata a quella asessuata.

La partenogenesi è stata osservata in oltre 80 specie di vertebrati, metà circa dei quali sono pesci o lucertole. È raro che vertebrati complessi come squali, serpenti e grandi lucertole si affidino alla riproduzione asessuata, motivo per cui Leonie e gli altri hanno inizialmente sbalordito gli scienziati.

Essendo molto difficile rilevare con che frequenza la partenogenesi si verifichi in natura, molti “primi casi” di riproduzione asessuata vengono osservati negli animali in cattività. Per i vertebrati, sia in natura che in cattività, questi casi di “riproduzione virginale” sono eventi rari indotti da condizioni inusuali.

Non si conoscono mammiferi che si riproducono in questo modo perché, a differenza di organismi più semplici, i mammiferi si affidano a un processo chiamato imprinting genomico. Come una sorta di “timbro molecolare”, l’imprinting etichetta quali geni provengono dalla madre e quali dal padre. Per i mammiferi come l’uomo, questo significa che certi geni vengono attivati o disattivati a seconda del genitore dal quale provengono. Se ci fosse un solo genitore, alcuni geni non si attiverebbero per niente, rendendo impossibile la procreazione.

La partenogenesi è tuttavia stata sperimentalmente indotta in diversi mammiferi, inclusi i conigli.

Strategia di sopravvivenza

Esistono casi molto rari di specie animali che si riproducono esclusivamente per partenogenesi. Una di queste è la lucertola del deserto Aspidoscelis uniparens, di cui esistono soltanto esemplari femmine.

In certi insetti, salamandre e platelminti (vermi piatti), la presenza di sperma serve ad attivare la partenogenesi. Le cellule spermatiche avviano il processo penetrando l’uovo, ma lo sperma poi si deteriora, lasciando solo i cromosomi materni. In questo caso lo sperma serve solo ad attivare lo sviluppo dell’uovo, ma non dà nessun contributo di tipo genetico.

La capacità di riprodursi asessuatamente consente agli animali di trasmettere i propri geni senza investire energie nella ricerca di un partner, ed è quindi di supporto alle specie che vivono in ambienti con condizioni difficili. Se una femmina di drago di Komodo ad esempio arriva su un’isola disabitata, può da sola creare una popolazione della propria specie, mediante partenogenesi.

Tuttavia, siccome tutti gli individui sarebbero geneticamente identici, le madri e le figlie di drago di Komodo così generate sarebbero più vulnerabili alle malattie e ai cambiamenti climatici, rispetto a gruppi geneticamente vari. In alcune zone del Nuovo Messico, ad esempio, alcune popolazioni di lucertole Aspidoscelis uniparens femmine condividono profili genetici quasi identici.


https://www.nationalgeographic.it/wildlife/2020/09/come-funziona-la-partenogenesi-la-riproduzione-virginale-di-alcuni-animali



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