Spesso, durante il nostro viaggio alla scoperta degli animali marini incontreremo il fenomeno della riproduzione: è pertanto necessario soffermarci un momento a riflettere sulle sue caratteristiche e sui suoi significati.
Con il termine riproduzione intendiamo il processo mediante il quale un organismo vivente produce un nuovo organismo vivente. Le modalità secondo le quali avviene tale processo permettono di distinguere due tipi fondamentali di riproduzione: la riproduzione asessuata o vegetativa e la riproduzione sessuale.
Riproduzione asessuale o vegetativa
Questa modalità riproduttiva si verifica allorché un solo organismo genitore dà origine a nuovi individui senza l’intervento né di uova né di alcuno speciale apparato riproduttore. E’ molto frequente nei vegetali, ma tra gli animali la ritroviamo piuttosto comunemente tra gli organismi acquatici come Cnidari (coralli, meduse, anemoni), Spugne, Tunicati, vermi Policheti e Planarie.E’ invece la forma di riproduzione predominante nei Protozoi.
Può avvenire per scissione, sporulazione, gemmazione o frammentazione.
La scissione, tipica degli organismi unicellulari (cioè costituiti da un’unica cellula) avviene allorché un individuo si divide spontaneamente in due individui figli identici all’originale, ma solo un po’ più piccoli (cloni).
La sporulazione, tipica degli Sporozoi (Protozoi parassiti), è un particolare tipo di scissione in cui dapprima si verificano numerose e ripetute divisioni del nucleo della cellula e successivamente avvengono le divisioni del citoplasma: da un individuo pertanto si formano numerosi individui figli e non soltanto due.
La gemmazione consiste invece nella produzione da parte di un organismo genitore di particolari strutture dette gemme, dalle quali si originano nuovi individui che si accrescono sino a divenire uguali al genitore. Se i figli restano attaccati all’organismo che li ha prodotti, allora si genererà una colonia (ad es. i polipi corallini).
La frammentazione) si verifica quando un organismo pluricellulare si spezza in due o più parti ognuna delle quali è in grado di accrescersi fino a divenire un animale completo. Questo è il motivo per cui un acquariofilo che avesse la disgrazia di essere vittima di un infestazione di planarie non deve assolutamente commettere l’errore di schiacciarle per eliminarle: da ciascuno dei frammenti della planaria schiacciata si potrebbe formare un adulto. Stesso discorso vale per le Aiptasie o anemoni di vetro.
Riproduzione sessuale
Questo tipo di riproduzione coinvolge delle cellule altamente specializzate chiamate gameti, prodotti in organi particolari detti gonadi.
I gameti maschili o spermatozoi sono prodotti nei testicoli dei maschi; i gameti femminili o uova sono prodotti negli ovari delle femmine.
Al momento della fecondazione uovo e spermatozoo si fonderanno, conducendo alla formazione di una cellula (zigote) che dividendosi darà origine all’individuo figlio. A seconda che la fecondazione avvenga nell’ambiente o all’interno del corpo della madre si parlerà rispettivamente di fecondazione esterna o interna.
Nei nostri acquari d’acqua dolce ospitiamo ad esempio gli Scalari e i Discus che fecondano esternamente le loro uova, ma anche i Poecilidi (Lebistes, Molly e Platy) che invece sono caratterizzati da fecondazione interna e allo scopo hanno evoluto un particolare organo copulatore nei maschi detto gonopodio, che altro non è se non una modificazione della pinna anale adatta a portare gli spermatozoi nel canale genitale femminile.
Significato delle due modalità di riproduzione
Per quale motivo si sono evolute e conservate due differenti modalità di riproduzione? La risposta è semplice: poiché a seconda delle situazioni o l’una o l’altra sono lo stratagemma più adatto da utilizzare.
La riproduzione asessuale è molto veloce e poco dispendiosa dal punto di vista energetico: non richiede di sprecare energia per produrre e mantenere efficienti apparati riproduttori né per elaborare strategie di corteggiamento o ricerca del partner e peraltro garantisce un notevole numero di discendenti. L’unico svantaggio è però che tutti i figli sono identici geneticamente al genitore: tutto ciò funziona egregiamente a patto che le condizioni ambientali restino sempre le stesse. Qualora questo fatto non si verifichi, iniziano i guai seri. Immaginiamo infatti una colonia di organismi originatisi per gemmazione da un individuo che non è in grado di sopportare una temperatura superiore ai 26°C. Tutto andrà bene e la colonia prospererà fino a che la temperatura non subirà incrementi. Lo stabilizzarsi però della temperatura a 28°C sarà sufficiente ad eliminare l’intera colonia.
La riproduzione sessuale invece dà origine ad organismi che possiedono un corredo di geni ereditato per metà dal padre e per metà dalla madre e pertanto differenti da entrambi i genitori. La genesi dei gameti inoltre è caratterizzata da processi di ricombinazione genica che modificano ulteriormente i geni degli organismi figli. Tutto ciò conduce in ultima analisi ad una notevole variabilità del patrimonio genico dei figli, che sfocia in una maggiore capacità di adattamento al mutare delle condizioni ambientali. Tra tutti gli organismi originatisi da due genitori mediante riproduzione sessuale, esiste una notevole probabilità che almeno uno sia caratterizzato da un corredo di geni tale da permettergli di sopravvivere ad un mutamento dell’ambiente in cui si trova, continuando pertanto a vivere e a riprodursi.
Nel corso dell’evoluzione della vita sulla Terra gli esseri viventi hanno generalmente scelto come via preferenziale l’una o l’altra modalità di riproduzione, ma alcuni le hanno conservate entrambe all’interno del loro ciclo vitale, alternandole secondo necessità. Gli Cnidari (anemoni, meduse, coralli), ad esempio, durante la loro vita possono riprodursi sia sessualmente che asessualmente, ma di ciò avremo modo di occuparci più dettagliatamente in un futuro articolo dedicato a questi splendidi animali, all’interno del nostro sito.
Gonocorismo ed ermafroditismo
Nell’ambito degli organismi che si riproducono sessualmente in generale si è andato affermando il gonocorismo, cioè la presenza di sessi separati e quindi di maschi e di femmine. Talvolta però accade che questa specializzazione in individui di sesso opposto non si verifichi e quindi abbiamo a che fare con organismi che presentano all’interno di un unico individuo entrambi i sessi: gli ermafroditi. Essi pur avendo in sé entrambi gli apparati riproduttori, in generale non possono autofecondarsi, poiché se questo avvenisse i vantaggi della riproduzione sessuale (in particolare il sopra menzionato rimescolamento genico) risulterebbero vani.
Se entrambi gli apparati riproduttori sono maturi nello stesso momento si parla di ermafroditismo contemporaneo: due individui di questo tipo che si incontrino casualmente potranno fecondarsi a vicenda con l’ulteriore vantaggio della doppia prole, a differenza di quanto risulta da un accoppiamento tra due gonocorici, dei quali solo la femmina può generare la prole. Le “famigerate” chioccioline che infestano l’acquario d’acqua dolce seguono questa modalità di riproduzione.
Se invece gli apparati riproduttori maturano in momenti diversi della vita dell’organismo, si parlerà allora di ermafroditismo sequenziale: un animale sarà pertanto prima maschio e poi femmina (proterandria) oppure prima femmina e poi maschio (proteroginia). Un esempio di proterandria è offerto dai pesci pagliaccio in cui i maschi possono trasformarsi in femmine; un esempio di proteroginia è offerto dai pesci portaspada (Xiphophorus helleri) in cui sono invece le femmine a trsformarsi in maschi.
Nonostante il gonocorismo negli animali superiori sia quasi la regola, l’ermafroditismo è caratteristico di un ragguardevole numero di specie. L’unico svantaggio dell’ermafroditismo contemporaneo deriva dal fatto che produrre e mantenere efficienti entrambi gli apparati riproduttori è molto dispendioso energicamente per un individuo. L’enorme vantaggio è però dato dal fatto che è sufficiente che si incontrino due individui a caso perché possano accoppiarsi, addirittura generando prole doppia. Appare innegabile che questa situazione sia utilissima ad animali fissi o poco mobili oppure viventi in ambienti molto particolari, che pertanto non devono investire troppo tempo ed energia nella ricerca di un partner per accoppiarsi. Il caso limite è rappresentato dal cosiddetto ermafroditismo sufficiente, in cui si ha addirittura autofecondazione: il verme solitario è uno dei pochi animali in grado di seguire questa modalità riproduttiva, peraltro svantaggiosa dal punto di vista della scarsa ricombinazione genica che ne deriva. Del resto, trattandosi di un animale parassita che vive da solo all’interno di un intestino di vertebrato, se non si accoppia con sé stesso, con chi si accoppia?
Eccoci giunti al termine di questa dissertazione sul fenomeno della riproduzione: ora abbiamo le conoscenze necessarie per affrontare lo studio delle storie di vita di alcuni animali che spesso ospitiamo anche nei nostri acquari. Tutto ciò sarà però trattato nei prossimi “episodi” in questa medesima sede.
Arrivederci!