Riproduzione Asessuale

Definizione di Riproduzione Asessuale

La riproduzione asessuale avviene quando un organismo crea più di se stesso senza scambiare informazioni genetiche con un altro organismo attraverso il sesso.

Negli organismi che si riproducono sessualmente, i genomi di due genitori sono combinati per creare prole con profili genetici unici. Questo è vantaggioso per la popolazione perché le popolazioni geneticamente diverse hanno maggiori possibilità di resistere alle sfide della sopravvivenza come le malattie e i cambiamenti ambientali.

Gli organismi che si riproducono sessualmente possono soffrire di una pericolosa mancanza di diversità – ma possono anche riprodursi più velocemente degli organismi che si riproducono sessualmente, e un singolo individuo può fondare una nuova popolazione senza il bisogno di un compagno.

Alcuni organismi che praticano la riproduzione asessuata possono scambiarsi informazioni genetiche per promuovere la diversità usando forme di trasferimento genico orizzontale, come i batteri che usano i plasmidi per passare piccoli pezzi di DNA. Tuttavia questo metodo si traduce in un minor numero di genotipi unici rispetto alla riproduzione sessuale.

Alcune specie di piante, animali e funghi sono in grado di riprodursi sia sessualmente che asessualmente, a seconda delle esigenze dell’ambiente.

La riproduzione asessuale è praticata dalla maggior parte degli organismi unicellulari tra cui batteri, archebatteri e protisti. È anche praticata da alcune piante, animali e funghi.

Svantaggi della riproduzione asessuale

I vantaggi importanti della riproduzione asessuale includono:

1. Crescita rapida della popolazione. Questo è particolarmente utile per le specie la cui strategia di sopravvivenza è quella di riprodursi molto velocemente.

Molte specie di batteri, per esempio, possono ricostruire completamente una popolazione da un solo individuo mutante in pochi giorni se la maggior parte dei membri viene spazzata via da un virus.

2. Non c’è bisogno di un compagno per fondare una nuova popolazione.

Questo è utile per le specie i cui membri possono trovarsi isolati, come i funghi che crescono da spore trasportate dal vento, le piante che si affidano agli impollinatori per la riproduzione sessuale, e gli animali che abitano ambienti con bassa densità di popolazione.

3. Minore investimento di risorse. La riproduzione asessuata, che spesso può essere realizzata semplicemente staccando una parte dell’organismo genitore e facendogli prendere una vita propria, richiede meno risorse rispetto all’allevamento di un nuovo organismo bambino.

Molte piante e creature marine, per esempio, possono semplicemente tagliare una parte di sé dall’organismo genitore e far sopravvivere quella parte da sola.

Solo la prole che è geneticamente identica al genitore può essere prodotta in questo modo: coltivare la creazione di un nuovo organismo il cui tessuto è diverso da quello dei genitori richiede più tempo, energia e risorse.

Questa capacità di dividersi semplicemente in due è uno dei motivi per cui la riproduzione asessuale è più veloce della riproduzione sessuale.

Svantaggi della riproduzione asessuale

Il più grande svantaggio della riproduzione asessuale è la mancanza di diversità. Poiché i membri di una popolazione che si riproduce in modo asessuato sono geneticamente identici, ad eccezione di rari mutanti, sono tutti suscettibili alle stesse malattie, deficit nutrizionali e altri tipi di difficoltà ambientali.

La carestia di patate irlandese fu un esempio del lato negativo della riproduzione asessuata: Le patate irlandesi, che si erano riprodotte principalmente attraverso la riproduzione asessuata, erano tutte vulnerabili quando una peste che uccideva le patate spazzò l’isola. Come risultato, quasi tutti i raccolti fallirono e molte persone morirono di fame.

La quasi estinzione della banana Gros-Michel è un altro esempio – una delle due principali cultivar di banane, divenne impossibile da coltivare commercialmente nel 20° secolo dopo l’emergere di una malattia a cui era geneticamente vulnerabile.

D’altra parte, molte specie di batteri approfittano effettivamente del loro alto tasso di mutazione per creare una certa diversità genetica mentre usano la riproduzione asessuata per far crescere le loro colonie molto rapidamente. I batteri hanno un più alto tasso di errori nella copia delle sequenze genetiche, che a volte porta alla creazione di nuovi tratti utili anche in assenza di riproduzione sessuale.

Tipi di riproduzione asessuale

Ci sono molti modi diversi di riprodursi asessualmente. Questi includono:

1. Fissione binaria. Questo metodo, in cui una cellula copia semplicemente il suo DNA e poi si divide in due, dando una copia del suo DNA ad ogni “cellula figlia”, è usato da batteri e archebatteri.

2. Germinazione. Alcuni organismi si dividono in una piccola parte di se stessi per crescere in un nuovo organismo. Questo è praticato da molte piante e creature marine, e da alcuni eucarioti unicellulari come il lievito.

3. Propagazione vegetativa. Molto simile alla gemmazione, questo processo coinvolge una pianta che fa crescere un nuovo germoglio che è in grado di diventare un organismo completamente nuovo. Le fragole sono un esempio di piante che si riproducono usando i “corridori”, che crescono verso l’esterno da una pianta madre e poi diventano piante separate e indipendenti.

4. Sporogenesi. La sporogenesi è la produzione di cellule riproduttive, chiamate spore, che possono crescere in un nuovo organismo.

Le spore spesso usano strategie simili a quelle dei semi. Ma a differenza dei semi, le spore possono essere create senza la fecondazione da parte di un partner sessuale. Le spore hanno anche maggiori probabilità di diffondersi autonomamente, ad esempio tramite il vento, piuttosto che affidarsi ad altri organismi come i vettori animali per diffondersi.

5. Frammentazione. Nella frammentazione, un organismo “genitore” si divide in più parti, ognuna delle quali cresce fino a diventare un organismo “figlio” completo e indipendente. Questo processo assomiglia alla gemmazione e alla propagazione vegetativa, ma con alcune differenze.

Per prima cosa, la frammentazione può non essere volontaria da parte dell’organismo “genitore”. I lombrichi e molte piante e creature marine sono in grado di rigenerare interi organismi da frammenti in seguito a lesioni che li dividono in più pezzi.

Quando la frammentazione avviene volontariamente, lo stesso organismo genitore può dividersi in molte parti più o meno uguali per formare molta prole. Questo è diverso dai processi di gemmazione e propagazione vegetativa, in cui un organismo cresce nuove parti che sono piccole rispetto al genitore e che sono destinate a diventare organismi figli.

6. Agamenogenesi. L’agamenogenesi è la riproduzione di organismi normalmente sessuali senza bisogno di fecondazione. Ci sono diversi modi in cui questo può avvenire.

Nella partenogenesi, un uovo non fecondato inizia a svilupparsi in un nuovo organismo, che per necessità possiede solo i geni della madre.

Si verifica in alcune specie di animali interamente femminili, e nelle femmine di alcune specie animali quando non sono presenti maschi per fecondare le uova.

Nell’apomossia, una pianta normalmente riprodotta sessualmente si riproduce asessualmente, producendo prole identica alla pianta madre, a causa della mancanza di disponibilità di una pianta maschio per fecondare i gameti femminili.

Nell’embrione nucellare, un embrione si forma da un tessuto proprio dei genitori senza meiosi o l’uso di cellule riproduttive. Questo è noto soprattutto negli agrumi, che possono produrre semi in questo modo in assenza di fecondazione maschile.

Esempi di riproduzione asessuale

Batteri

Tutti i batteri si riproducono attraverso la riproduzione asessuale, dividendosi in due cellule “figlie” che sono geneticamente identiche ai loro genitori.

Alcuni batteri possono subire un trasferimento genico orizzontale – in cui il materiale genetico viene passato “orizzontalmente” da un organismo all’altro, invece che “verticalmente” da genitore a figlio. Poiché hanno una sola cellula, i batteri sono in grado di cambiare il loro materiale genetico come organismi maturi.

Il processo di scambio genetico tra cellule batteriche è talvolta indicato come “sesso”, anche se viene eseguito per cambiare il genotipo di un batterio maturo, non come un mezzo di riproduzione.

I batteri possono permettersi di utilizzare questa strategia di sopravvivenza perché la loro riproduzione estremamente rapida rende le mutazioni genetiche dannose – come gli errori di copiatura o il trasferimento genico orizzontale andato male – irrilevante per tutta la popolazione. Finché alcuni individui sopravvivono alla mutazione e alla calamità, questi individui saranno in grado di ricostruire rapidamente la popolazione batterica.

Questa strategia di “riprodursi velocemente, mutare spesso” è una delle ragioni principali per cui i batteri sono così veloci a sviluppare resistenza agli antibiotici. Si è visto anche che “inventano” intere nuove biochimiche in laboratorio, come una specie di batteri che ha acquisito spontaneamente la capacità di effettuare la respirazione anaerobica.

Questa strategia non funzionerebbe bene per un organismo che investe molto nella sopravvivenza degli individui, come gli organismi multicellulari.

Muffe melmose

Le muffe melmose sono un organismo affascinante che a volte si comportano come un organismo multicellulare, e a volte si comportano come una colonia di organismi unicellulari.

A differenza di animali, piante e funghi, le cellule di una muffa melmosa non sono legate insieme in una forma fissa e dipendenti le une dalle altre per la sopravvivenza. Le cellule che compongono una melma sono in grado di vivere individualmente e possono diffondersi o separarsi quando il cibo è abbondante, proprio come gli individui in una colonia di batteri.

Ma le cellule della melma sono eucariotiche, e possono mostrare un alto grado di cooperazione al punto da creare una matrice extracellulare temporanea e un “corpo” che può diventare grande e complesso. Le muffe melmose le cui cellule lavorano in modo cooperativo possono essere scambiate per dei funghi, e possono effettuare la locomozione.

Le muffe melmose possono produrre spore proprio come un fungo, e possono anche riprodursi attraverso la frammentazione. Cause ambientali o lesioni possono causare la dispersione di una muffa melmosa in molte parti, e unità piccole come una singola cellula possono crescere in un’intera nuova colonia/organismo di muffa melmosa.

Le lucertole Whiptail del Nuovo Messico

Questa specie di lucertola è stata creata dall’ibridazione di due specie vicine. L’incompatibilità genetica tra i genitori ibridi ha reso impossibile la nascita di maschi sani: tuttavia, gli ibridi femminili sono stati capaci di partenogenesi, rendendoli una popolazione riproduttivamente indipendente.

Tutte le lucertole del New Mexico whiptail sono femmine. Nuovi membri della specie possono essere creati attraverso l’ibridazione della specie madre, o attraverso la partenogenesi delle femmine del New Mexico whiptail.

Possibilmente come un residuo del loro passato di riproduzione sessuale, le lucertole del New Mexico whiptail hanno un comportamento di “accoppiamento” che devono superare per riprodursi. I membri di questa specie sono “accoppiati con” altri membri, e la lucertola che interpreta il ruolo femminile andrà a deporre le uova.

Si pensa che il comportamento di accoppiamento stimoli l’ovulazione, che può poi risultare in una gravidanza partenogenica. La lucertola che gioca il ruolo “maschio” nel corteggiamento non depone uova.

• Gamete – Cellule riproduttive sessuali, che contengono metà del materiale genetico dell’organismo genitore.
• Strategia riproduttiva – Una strategia che descrive come una data popolazione usa le sue risorse per produrre prole.
• Riproduzione sessuale – Un mezzo di riproduzione in cui il materiale genetico di due genitori è combinato per produrre prole con un unico profilo genetico.

Quiz

1. Quale dei seguenti non è un vantaggio della riproduzione asessuata? Riproduzione rapida.
B. Alta diversità genetica.
C. Nessun bisogno di un compagno.
D. Basso investimento di risorse nella prole.

2. Quale dei seguenti eventi NON è stato causato dalla bassa diversità genetica dovuta alla riproduzione asessuale? La carestia irlandese delle patate
B. La scomparsa della banana Gros-Michel
C. La peste nera in Inghilterra
D. A e B

3. Quale dei seguenti NON è vero della riproduzione asessuata?
A. Alcuni organismi possono eseguire solo la riproduzione asessuata perché la loro genetica non permette l’esistenza di maschi sani.
B. Alcuni organismi possono eseguire sia la riproduzione sessuale che quella asessuata.
C. È usato da una varietà di organismi, compresi tutti i batteri e alcune piante, animali e funghi.
D. È usata solo da organismi unicellulari.