La riproduzione nei vertebrati

In Rettili ed Uccelli, l'embrione si sviluppa molto lentamente in un giovane
individuo, in molti casi, senza passare attraverso lo stadio larvale. In questi
organismi, l’uovo è di notevoli dimensioni, in quanto immagazzina grandi
quantità di sostanze di riserva, nutrimento del futuro embrione.
La riproduzione nei Vertebrati: un processo altamente
specializzato per la continuità delle specie
Uova di Rettili ricche di nutrienti
I Vertebrati ovovivipari trattengono le uova fecondate nel corpo materno e
gli embrioni si nutrono delle riserve contenute nell’uovo. Il corpo della
madre ha, quindi, solo funzione protettiva per l’embrione. Al termine dello
sviluppo, le madri emettono piccoli completamente formati e non uova.
Nei Vertebrati vivipari, l’uovo fecondato si impianta nell’utero, da cui
l’embrione riceve il nutrimento necessario per lo sviluppo. Gli organismi
vivipari più specializzati sono i Mammiferi; tra essi, nei Marsupiali la capacità
del corpo materno di fornire nutrimento all’embrione è ancora piuttosto
limitata: gli embrioni restano per un breve periodo nelle vie genitali
femminili ed i piccoli vengono partoriti precocemente, completando lo
sviluppo nel marsupio, una tasca situata sul ventre della madre, dove si
nutrono del latte emesso da un capezzolo e secreto dalla ghiandole
mammarie. Nei Mammiferi Placentati, gli embrioni si sviluppano
completamente nell’utero, ricavando il nutrimento dall’apporto di sangue
che la madre garantisce loro tramite un organo specializzato, la placenta.
La riproduzione
La riproduzione è un meraviglioso processo attraverso il quale si determina la
continuità delle specie. Nella maggior parte dei Vertebrati, essa coinvolge
individui appartenenti a sessi differenti e si realizza mediante meccanismi molto
complessi. La riproduzione implica la formazione di cellule specializzate, gameti
maschili e femminili, che, unendosi, danno origine ad un'unica cellula, lo zigote,
che si sviluppa in un nuovo individuo. I gameti vengono prodotti negli organi
sessuali primari, ovvero, i testicoli nel maschio e le ovaie nella femmina. I gameti
maschili, definiti spermatozoi, sono piccoli e mobili grazie alla presenza di un
flagello; i gameti femminili, cellule uovo, hanno dimensioni maggiori e sono
immobili.
Spermatozoi
Piccolo canguro nel marsupio Piccolo di opossum che allatta
Embrione umano di sei settimane
Cellula uovo circondata da spermatozoi
L'incontro dei gameti
Un fattore indispensabile per l'incontro di uovo e spermatozoo è la presenza di
un ambiente acquoso, nel quale lo spermatozoo possa muoversi per raggiungere
la cellula uovo. Nel corso dell'evoluzione, i Vertebrati hanno sviluppato, in
relazione al proprio habitat, due principali strategie riproduttive che
garantiscono l'incontro dei gameti: la fecondazione esterna e quella interna.
Nella fecondazione esterna, la femmina rilascia le uova nell'ambiente ed il
maschio le feconda; nella fecondazione interna, il maschio introduce i propri
gameti nell'apparato riproduttore femminile.
Tra i Vertebrati, la fecondazione esterna è tipica di Pesci ed Anfibi. In molte
specie di pesci, la femmina libera le uova ed il maschio le feconda, spargendo
il proprio liquido seminale (sperma) nell'acqua o direttamente sulle uova
deposte. Nei Pesci, la fecondazione richiede la produzione di una grande
quantità di gameti per aumentare la loro probabilità di incontro. Inoltre, è
indispensabile che maschi e femmine della stessa specie si riconoscano e
vengano a trovarsi nelle vicinanze al momento dell'emissione dei gameti.
Rettili, Uccelli e Mammiferi si riproducono in ambiente terrestre senza alcun
problema, grazie alla fecondazione interna, resa possibile dalla presenza, nei
maschi, di un organo copulatore che trasferisce gli spermi nell’apparato
riproduttore femminile. Rettili ed Uccelli, inoltre, depongono uova provviste di
gusci resistenti alle offese meccaniche e alla disidratazione ed in grado, quindi, di
tollerare ambienti anche molto sfavorevoli. Nei Mammiferi, invece, l’embrione si
sviluppa all’interno del corpo materno.
Rondini di mare in accoppiamento
Pesci in fase di deposizione dei gameti
Negli Anfibi, primi Vertebrati a colonizzare le terre emerse, si sono affermati
adattamenti riproduttivi in grado di ovviare al rischio di disseccamento al
quale gli spermatozoi sarebbero altrimenti esposti. Così, la maggior parte
delle specie, pur vivendo sulla terraferma, ritorna all'acqua durante la
stagione riproduttiva. Per ottimizzare l’incontro dei gameti, in rane e rospi, il
maschio cinge la femmina, in vicinanza dell’acqua, e ne feconda le uova man
mano che esse vengono emesse in un lungo nastro. Alcune specie di Anfibi
Anuri depongono, fuori dall’acqua, uova riunite in masse e avvolte da
membrane gelatinose che creano l’ambiente idoneo alla fecondazione.
Anfibi in accoppiamento
Nastro gelatinoso di uova
Uova riunite in masse
Uova di Uccello dal robusto guscio calcareo
La tutela dell'embrione
Il successo riproduttivo delle specie dipende da peculiari adattamenti in grado di
favorire lo sviluppo dell'embrione. I Vertebrati hanno evoluto tre diverse
strategie per la cura e la tutela dell’embrione: oviparità, ovoviviparità e viviparità.
I Vertebrati ovipari (Pesci, Anfibi, Rettili, Uccelli e Mammiferi Monotremi)
depongono le uova nell’ambiente esterno e gli embrioni si sviluppano al di fuori
del corpo materno.
In Pesci ed Anfibi, l’embrione va incontro ad uno sviluppo molto rapido,
trasformandosi precocemente in larva capace di nutrirsi autonomamente. Le
uova, pertanto, sono piccole ed accumulano scarso nutrimento per l’embrione.
Uova di alcuni Pesci (Ciclidi)
poco prima della schiusa
Larva di un ciclide
un giorno dopo la schiusa