didattica attiva approfondimento > Gameti e sessualità SCIENZE DELLA VITA figura 1 Gli eliozoi sono organismi unicellulari che attuano una forma molto elementare di riproduzione sessuata. In particolari condizioni, gli eliozoi formano una cisti rinchiudendosi in un involucro rigido. La cellula va incontro a una serie di modificazioni, che portano alla produzione di due gameti quasi uguali. Uno dei due, quello definibile come «maschio», viene praticamente inglobato nell’altro con un meccanismo simile a una fagocitosi. Avvenuta la fecondazione, la cisti si apre e l’eliozoo riprende la sua forma e la sua attività normale. Fecondazione Gameti maschio e femmina Apertura cisti Cisti Eliozoo Testa Colletto Coda Uomo Vista laterale Pollo Salamandra Rana Ascaride Crostaceo Anfiosso figura 2 Spermatozoi di animali diversi, ingranditi non alla stessa scala. Trota 5 mm Rana 2 mm Gallina 30 mm Mammifero 0,05÷0,25 mm Fabio Fantini, Simona Monesi, Stefano Piazzini - Progetto Esaminando e comparando tra loro i gameti di una serie di organismi, dai più piccoli e semplici ai più grandi e complessi, si nota una crescente differenziazione tra cellule germinali maschili e femminili. Nel corso dell’evoluzione dei sistemi viventi si è andata accentuando sempre più la differenza tra i due sessi. Nella maggior parte delle specie, cellule e apparati riproduttivi degli individui di sesso maschile presentano caratteristiche molto diversificate da quelle corrispondenti del sesso femminile. In alcuni semplici microrganismi i gameti sono perfettamente identici. In altri non si notano differenze nella forma, ma solo nella funzione. Per esempio, in un gruppo di organismi unicellulari, gli eliozoi, le due cellule riproduttive sono uguali, ma un gamete rimane passivo rispetto all’altro che attua la fecondazione (figura 1). In alcune alghe i gameti dei due sessi hanno dimensioni lievemente differenti e sono entrambi mobili. La maggior parte degli organismi superiori, piante e animali, produce gameti molto diversi nei due sessi. La massima diversità si ha quando si producono gameti di tipo femminile, immobili e di grandi dimensioni, e gameti di tipo maschile, piccoli e assai mobili. I gameti maschili sono prodotti in quantità notevolmente superiore rispetto ai gameti femminili. Di conseguenza anche gli apparati riproduttori, in cui si originano i gameti, assumono caratteristiche diverse nei due sessi. Negli animali e nelle piante, l’evoluzione di una maggiore differenziazione tra i gameti dei due sessi è legata alla possibilità di accumulare sostanze di riserva per le prime fasi dello sviluppo del nuovo individuo. La possibilità di contenere tutto il materiale di riserva in una sola cellula, la cellula uovo, permette agli spermi di muoversi più agilmente e di attuare la fecondazione con maggiore facilità. Gli spermatozoi si specializzano nel movimento per raggiungere i gameti femminili e pertanto diventano sempre più piccoli e provvisti di strumenti idonei allo spostamento (figura 2). Le cellule uovo si specializzano nell’accumulo di sostanze ricche di energia e pertanto diventano sempre più grandi e meno mobili; ne sono esempi evidenti le uova degli uccelli (figura 3). Nei mammiferi, per la femmina è un grosso vantaggio potere accumulare il materiale di riserva nel minor numero possibile di cellule. Le poche cellule uovo prodotte hanno elevata probabilità di essere fecondate. figura 3 Un uovo di gallina è il gamete femminile nella specie pollo. Prima di essere racchiuso in un guscio e poi deposto, può essere fecondato dai gameti maschili del gallo. Nel citoplasma dell’uovo sono contenute le sostanze nutritizie necessarie al primo sviluppo dell’embrione, il pulcino. Rispetto ad anfibi, pesci e mammiferi, negli uccelli si raggiunge il massimo accumulo delle sostanze di riserva nell’uovo. scienze naturali • Italo Bovolenta editore - 2011 1