La riproduzione alternata

DIDATTICA ATTIVA - Materiali integrativi - APPROFONDIMENTO
La riproduzione alternata
organismi diploidi e organismo aploidi
• molti dei Protisti (alghe e protozoi);
• i gametofiti delle Piante, Briofite, Pteridofite
e Spermatofite;
• molti funghi;
• alcuni animali, come i maschi delle api
e delle formiche.
Nella lezione 26 abbiamo parlato della differenza tra cellule aploidi e diploidi approfondendo le caratteristiche
di particolari e fondamentali cellule aploidi: le cellule
sessuali. In realtà in natura, oltre alle cellule sessuali,
sono costituiti da cellule aploidi:
cicli riproduttivi: ciclo aplonte e ciclo diplonte
La riproduzione asessuata è presente in tutti i Regni dei
viventi, la riproduzione sessuata avviene anch’essa in
tutti i regni fatta eccezione per le Monere, ma avviene
in modi diversi. Prendiamo per primo in considerazione
il ciclo aplonte, in cui le cellule del vivente sono tutte
costituite sempre da cellule aploidi tranne subito dopo
la fecondazione, quando si forma lo zigote. Lo zigote subisce la meiosi e dà origine a quattro cellule aploidi, le
quali successivamente, per mitosi, daranno origine al
nuovo individuo e chiuderanno il ciclo. Nella figura 1 è
stato preso come esempio l’alga del genere Monostroma,
ma anche molti Funghi e in molti altri Protisti (Alghe e
Protozoi) il ciclo avviene nello stesso modo.
Negli organismi in cui le cellule sono diploidi la riproduzione avviene in modo da dare origine a un ciclo
diplonte (figura 2). Il ciclo diplonte è quello caratteristico di tutti gli animali. La condizione aploide si verifica
solo nei gameti.
Va ricordato che un organismo aploide ha tutto il
DNA necessario per svolgere le funzioni della vita anche se c’è un solo allele per ogni carattere. Negli organismi diploidi ogni gene si può presentare sotto due
forme alleliche; questo fatto produce maggior variabilità perché un genitore può trasmettere uno solo dei
due alleli per volta.
Gameti
(n)
(n)
(n)
(n)
FECONDAZIONE
Zigote
(2n)
MEIOSI
(n)
(n)
(n)
(n)
Fase diploide
Fase aploide
figura 1 Nel ciclo aplonte dell’alga Monostroma in tutte le fasi le cellule sono
aploidi, tranne nella breve fase che intercorre tra la formazione dello zigote
(fecondazione) e la meiosi che forma le nuove cellule aploidi.
(2n)
MEIOSI
MEIOSI
Spermatozoo
(2n)
Ovulo
(n)
(n)
FECONDAZIONE
SVILUPPO
EMBRIONALE
Fase aploide
SVILUPPO
EMBRIONALE
Fase diploide
figura 2 Nel ciclo diplonte di Homo sapiens in tutte le fasi le cellule sono
diploidi, tranne nella breve fase che intercorre tra la meiosi e la formazione
dello zigote (fecondazione). Dallo zigote si formano i nuovi individui.
Zigote
(2n)
1
Daniele Casagrande - Argomenti
di biologia - Italo Bovolenta editore - 2011
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alternanza di generazioni. ciclo aplodiplonte
conclusioni
L’alternanza di generazioni è una delle caratteristiche
del regno delle Piante. Abbiamo già descritto come nelle Briofite (lezione 55), nelle Pteridofite (lezione 56) e
nelle Spermatofite (lezione 59) a una generazione che
si riproduce sessuatamente (gametofito) ne segue una
che si riproduce asessuatamente (sporofito). Abbiamo
visto che man mano che la generazione gametofitica si
riduce e diventa più rilevante la generazione sporofitica la pianta si adatta sempre più alla condizioni di vita
dell’ambiente subaereo. Ad alternarsi, però, non è solo
il tipo di riproduzione, ma anche il corredo cromosomico: a una generazione aploide, il gametofito, segue
una generazione diploide, lo sporofito. In questo caso
si parla di ciclo aplodiplonte.
Nel ciclo aplodiplonte può succedere che la fase gametofitica aploide sia prevalente sulla fase sporofitica
diploide, come nelle Briofite, piante che sono legate
all’ambiente acquatico. Le piante più adattate all’ambiente subaereo presentano una fase sporofitica prevalente sulla fase gametofitica. Possiamo stabilire una
relazione (figura 3) tra l’importanza relativa della fase
aploide rispetto alla fase diploide e i diversi gruppi di
vegetali che abbiamo preso in considerazione.
La visione della funzione riproduttiva schematizzata
nelle due alternative, sessuata e asessuata, diventa così insufficiente a descrivere la variabilità presente in
natura. Gli organismi si riproducono:
1.sessuatamente;
2.asessuatamente;
3.metageneticamente, cioè attraverso la riproduzione
alternata; relativamente alla riproduzione alternata
si possono descrivere almeno tre tipi di cicli metagenetici:
a) il ciclo in cui la generazione prevalente è quella
sporofitica diploide che si riproduce mediante
spore come avviene nelle Pteridofite e nelle Spermatofite (figure 8.6 e 8.24 del testo);
b) il ciclo in cui la generazione prevalente è quella
gametofitica aploide che si riproduce sessuatamente come avviene nelle Briofite (figura 8.2 del
testo);
c) il ciclo metagenetico in cui le due generazioni sono equivalenti come importanza e dimensioni e
in cui le due generazioni (figura 4) sono diverse
solo per il corredo cromosomico, come avviene
nel ciclo dell’alga Ulva lactuca.
IMPORTANZA RELATIVA NEL CICLO VITALE
2n diploide
n aploide
ALGA
MUSCHIO
FELCE
ANGIOSPERMA
GIMNOSPERMA
figura 3 Man mano che si passa dall’alga al muschio, alla felce e alle Spermatofite la fase aploide perde importanza rispetto alla fase diploide.
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Gameti
Gametofito
(n)
(n)
(n)
Gametofito
(n)
Zigote
(2n)
SVILUPPO
Sporofito
(2n)
MEIOSI
SVILUPPO
(MITOSI)
Fase aploide
SVILUPPO
(MITOSI)
(n)
(n)
(n)
Fase diploide
figura 4 Nel ciclo aplodiplonte dell’alga Ulva lactuca non vi è prevalenza di
una generazione sull’altra. La sola differenza è data dal numero di cromosomi delle cellule: aploide per il gametofito e diploide per lo sporofito.
(n)
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