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18.1: Come si riproducono gli animali - Biologia

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Alcuni animali producono la prole attraverso la riproduzione asessuata mentre altri animali producono la prole attraverso la riproduzione sessuale. Entrambi i metodi presentano vantaggi e svantaggi. La riproduzione asessuata produce figli geneticamente identici al genitore perché i figli sono tutti cloni del genitore originale. Un singolo individuo può produrre prole asessualmente e un gran numero di prole può essere prodotto rapidamente; questi sono due vantaggi che gli organismi a riproduzione asessuata hanno sugli organismi a riproduzione sessuale. In un ambiente stabile o prevedibile, la riproduzione asessuata è un mezzo di riproduzione efficace perché tutta la prole si adatterà a quell'ambiente. In un ambiente instabile o imprevedibile, le specie che si riproducono asessualmente possono essere svantaggiate perché tutta la prole è geneticamente identica e potrebbe non essere adattata a condizioni diverse.

Durante la riproduzione sessuale, il materiale genetico di due individui viene combinato per produrre una prole geneticamente diversa che differisce dai genitori. Si pensa che la diversità genetica della prole prodotta sessualmente dia agli individui che si riproducono sessualmente una maggiore forma fisica perché una maggior parte della loro prole può sopravvivere e riprodursi in un ambiente imprevedibile o mutevole. Le specie che si riproducono sessualmente (e hanno sessi separati) devono mantenere due diversi tipi di individui, maschi e femmine. Solo la metà della popolazione (femmine) può produrre la prole, quindi verrà prodotta meno prole rispetto alla riproduzione asessuata. Questo è uno svantaggio della riproduzione sessuale rispetto alla riproduzione asessuata.

Riproduzione asessuata

La riproduzione asessuata avviene nei microrganismi procarioti (batteri e archei) e in molti organismi eucarioti, unicellulari e multicellulari. Esistono diversi modi in cui gli animali si riproducono asessualmente, i cui dettagli variano tra le singole specie.

Fissione

La fissione, chiamata anche fissione binaria, si verifica in alcuni organismi invertebrati multicellulari. È in qualche modo analogo al processo di fissione binaria degli organismi procarioti unicellulari. Il termine fissione viene applicato ai casi in cui un organismo sembra dividersi in due parti e, se necessario, rigenerare le parti mancanti di ogni nuovo organismo. Ad esempio, specie di platelminti turbellari comunemente chiamati planari, come Dugesia dorotocephala, sono in grado di separare i loro corpi nelle regioni della testa e della coda e quindi rigenerare la metà mancante in ciascuno dei due nuovi organismi. Anemoni di mare (Cnidaria), come specie del genere Anthopleura (Figura 18.1.1), si divideranno lungo l'asse orale-aborale, e cetrioli di mare (Echinodermata) del genere Oloturia, si dividerà in due metà lungo l'asse orale-aborale e rigenererà l'altra metà in ciascuno degli individui risultanti.

Gemmazione

Il germogliamento è una forma di riproduzione asessuata che deriva dalla crescita di una parte del corpo che porta alla separazione del "germoglio" dall'organismo originario e alla formazione di due individui, uno più piccolo dell'altro. Il germogliamento si verifica comunemente in alcuni animali invertebrati come idre e coralli. Nelle idre si forma una gemma che si sviluppa in un adulto e si stacca dal corpo principale (Figura 18.2.2).

CONCETTO IN AZIONE

Guarda questo video per vedere un'idra in erba.

frammentazione

La frammentazione è la rottura di un individuo in parti seguita dalla rigenerazione. Se l'animale è in grado di frammentarsi e le parti sono abbastanza grandi, da ciascuna parte ricrescerà un individuo separato. La frammentazione può verificarsi attraverso danni accidentali, danni da predatori o come forma naturale di riproduzione. La riproduzione per frammentazione si osserva in spugne, alcuni cnidari, turbellari, echinodermi e anellidi. In alcune stelle marine, un nuovo individuo può essere rigenerato da un braccio rotto e da un pezzo del disco centrale. Questa stella marina (Figura 18.1.3) è in procinto di far crescere una stella marina completa da un braccio che è stato tagliato. È noto che i lavoratori della pesca cercano di uccidere le stelle marine mangiando i loro letti di vongole o ostriche tagliandole a metà e gettandole di nuovo nell'oceano. Sfortunatamente per i lavoratori, le due parti possono rigenerare ciascuna una nuova metà, risultando in un numero doppio di stelle marine per depredare ostriche e vongole.

Partenogenesi

La partenogenesi è una forma di riproduzione asessuata in cui un uovo si sviluppa in un individuo senza essere fecondato. La prole risultante può essere aploide o diploide, a seconda del processo nella specie. La partenogenesi si verifica negli invertebrati come pulci d'acqua, rotiferi, afidi, insetti stecco e formiche, vespe e api. Formiche, api e vespe usano la partenogenesi per produrre maschi aploidi (droni). Le femmine diploidi (operaie e regine) sono il risultato di un uovo fecondato.

Alcuni animali vertebrati, come alcuni rettili, anfibi e pesci, si riproducono anche attraverso la partenogenesi. La partenogenesi è stata osservata in specie in cui i sessi erano separati negli zoo terrestri o marini. Due femmine di drago di Komodo, uno squalo martello e uno squalo nero hanno prodotto giovani partenogeni quando le femmine sono state isolate dai maschi. È possibile che la riproduzione asessuata osservata sia avvenuta in risposta a circostanze insolite e normalmente non si verificherebbe.

Riproduzione sessuale

La riproduzione sessuale è la combinazione di cellule riproduttive di due individui per formare una prole geneticamente unica. La natura degli individui che producono i due tipi di gameti può variare, avendo ad esempio sessi separati o entrambi i sessi in ciascun individuo. Anche la determinazione del sesso, il meccanismo che determina in quale sesso si sviluppa un individuo, può variare.

Ermafroditismo

L'ermafroditismo si verifica negli animali in cui un individuo ha sistemi riproduttivi sia maschili che femminili. Gli invertebrati come i lombrichi, le lumache, le tenie e le lumache (Figura 18.1.4) sono spesso ermafroditi. Gli ermafroditi possono autofecondarsi, ma tipicamente si accoppiano con un'altra della loro specie, fecondandosi a vicenda ed entrambi producendo prole. L'autofecondazione è più comune negli animali che hanno mobilità limitata o non sono mobili, come i cirripedi e le vongole. Molte specie hanno meccanismi specifici in atto per prevenire l'autofecondazione, perché è una forma estrema di consanguineità e di solito produce una prole meno adatta.

Determinazione del sesso

Il sesso dei mammiferi è determinato geneticamente dalla combinazione dei cromosomi X e Y. Gli individui omozigoti per X (XX) sono femmine e gli individui eterozigoti (XY) sono maschi. Nei mammiferi, la presenza di un cromosoma Y provoca lo sviluppo di caratteristiche maschili e la sua assenza si traduce in caratteristiche femminili. Il sistema XY si trova anche in alcuni insetti e piante.

La determinazione del sesso degli uccelli dipende dalla combinazione dei cromosomi Z e W. L'omozigote per Z (ZZ) risulta in un maschio e l'eterozigote (ZW) in una femmina. Si noti che questo sistema è l'opposto del sistema dei mammiferi perché negli uccelli la femmina è il sesso con i diversi cromosomi sessuali. La W sembra essere essenziale nel determinare il sesso dell'individuo, simile al cromosoma Y nei mammiferi. Alcuni pesci, crostacei, insetti (come farfalle e falene) e rettili utilizzano il sistema ZW.

Esistono anche sistemi di determinazione del sesso cromosomico più complicati. Ad esempio, alcuni pesci spada hanno tre cromosomi sessuali in una popolazione.

Il sesso di alcune altre specie non è determinato dai cromosomi, ma da qualche aspetto dell'ambiente. La determinazione del sesso negli alligatori, in alcune tartarughe e nei tuatara, per esempio, dipende dalla temperatura durante il terzo medio dello sviluppo delle uova. Questo è indicato come determinazione del sesso ambientale, o più specificamente, come determinazione del sesso dipendente dalla temperatura. In molte tartarughe, le temperature più fredde durante l'incubazione delle uova producono maschi e le temperature calde producono femmine, mentre in molte altre specie di tartarughe è vero il contrario. In alcuni coccodrilli e in alcune tartarughe, le temperature moderate producono i maschi e sia le temperature calde che quelle fresche producono le femmine.

Gli individui di alcune specie cambiano sesso durante la loro vita, passando dall'uno all'altro. Se l'individuo è prima femmina, viene chiamato protoginia o "prima femmina", se è prima maschio, viene chiamato protandria o "primo maschio". Le ostriche nascono maschi, crescono di dimensioni, diventano femmine e depongono le uova. I labri, una famiglia di pesci di barriera, sono tutti ermafroditi sequenziali. Alcune di queste specie vivono in banchi strettamente coordinati con un maschio dominante e un gran numero di femmine più piccole. Se il maschio muore, una femmina aumenta di taglia, cambia sesso e diventa il nuovo maschio dominante.

Fecondazione

La fusione di uno spermatozoo e di un ovulo è un processo chiamato fecondazione. Ciò può avvenire sia all'interno (fecondazione interna) che all'esterno (fecondazione esterna) del corpo della femmina. Gli esseri umani forniscono un esempio del primo, mentre la riproduzione della rana è un esempio del secondo.

Fecondazione Esterna

La fecondazione esterna di solito avviene in ambienti acquatici in cui sia le uova che gli spermatozoi vengono rilasciati nell'acqua. Dopo che lo sperma raggiunge l'uovo, avviene la fecondazione. La maggior parte della fecondazione esterna avviene durante il processo di deposizione delle uova in cui una o più femmine rilasciano le loro uova e i maschi rilasciano sperma nella stessa area, allo stesso tempo. La deposizione delle uova può essere innescata da segnali ambientali, come la temperatura dell'acqua o la durata della luce del giorno. Quasi tutti i pesci si generano, così come i crostacei (come granchi e gamberetti), i molluschi (come le ostriche), i calamari e gli echinodermi (come i ricci di mare e i cetrioli di mare). Si generano anche rane, coralli, molluschi e cetrioli di mare (Figura 18.1.5).

Fecondazione Interna

La fecondazione interna si verifica più spesso negli animali terrestri, sebbene anche alcuni animali acquatici utilizzino questo metodo. La fecondazione interna può avvenire dal maschio che deposita direttamente lo sperma nella femmina durante l'accoppiamento. Può anche verificarsi per il maschio che deposita lo sperma nell'ambiente, di solito in una struttura protettiva, che una femmina raccoglie per depositare lo sperma nel suo tratto riproduttivo. Ci sono tre modi in cui la prole viene prodotta dopo la fecondazione interna. Nell'oviparità, le uova fecondate vengono deposte all'esterno del corpo della femmina e lì si sviluppano, ricevendo nutrimento dal tuorlo che è una parte dell'uovo (Figura 18.1.6un). Ciò si verifica in alcuni pesci ossei, alcuni rettili, alcuni pesci cartilaginei, alcuni anfibi, alcuni mammiferi e tutti gli uccelli. La maggior parte dei rettili e degli insetti non aviari produce uova coriacee, mentre gli uccelli e alcune tartarughe producono uova con alte concentrazioni di carbonato di calcio nel guscio, che le rendono dure. Le uova di gallina sono un esempio di guscio duro. Le uova dei mammiferi che depongono le uova come l'ornitorinco e l'echidna sono coriacee.

Nell'ovoviparità, le uova fecondate vengono conservate nella femmina e l'embrione ottiene il suo nutrimento dal tuorlo dell'uovo. Le uova vengono conservate nel corpo della femmina fino a quando non si schiudono al suo interno, oppure lei depone le uova appena prima che si schiudano. Questo processo aiuta a proteggere le uova fino alla schiusa. Ciò si verifica in alcuni pesci ossei (come il platyfish Xiphophorus maculatus, Figura 18.1.6B), alcuni squali, lucertole, alcuni serpenti (serpente giarrettiera Thamnophis sirtalis), alcune vipere e alcuni animali invertebrati (scarafaggio sibilante del Madagascar Gromphadorhina portentosa).

Nella viviparità i giovani nascono vivi. Ottengono il loro nutrimento dalla femmina e nascono in diversi stati di maturità. Ciò si verifica nella maggior parte dei mammiferi (Figura 18.1.6C), alcuni pesci cartilaginei e alcuni rettili.

Riepilogo della sezione

La riproduzione può essere asessuata quando un individuo produce una prole geneticamente identica, o sessuale quando il materiale genetico di due individui viene combinato per produrre prole geneticamente diversa. La riproduzione asessuale negli animali avviene attraverso la fissione, il germogliamento, la frammentazione e la partenogenesi. La riproduzione sessuale può comportare la fecondazione all'interno del corpo o nell'ambiente esterno. Una specie può avere sessi separati o sessi combinati; quando i sessi sono combinati possono essere espressi in momenti diversi del ciclo di vita. Il sesso di un individuo può essere determinato da vari sistemi cromosomici o fattori ambientali come la temperatura.

La riproduzione sessuale inizia con la combinazione di uno spermatozoo e un ovulo in un processo chiamato fecondazione. Questo può verificarsi sia all'esterno dei corpi che all'interno della femmina. Il metodo di fecondazione varia tra gli animali. Alcune specie rilasciano l'uovo e lo sperma nell'ambiente, alcune specie trattengono l'uovo e ricevono lo sperma nel corpo femminile e quindi espellono l'embrione in via di sviluppo ricoperto di guscio, mentre altre specie conservano la prole in via di sviluppo per tutto il periodo di gestazione.

Domande di revisione

In quale gruppo la partenogenesi è un evento normale?

A. polli
B. api
C. conigli
D. stelle di mare

B

Gli individui geneticamente unici sono prodotti attraverso ________.

Riproduzione asessuata
B. partenogenesi
C. in erba
D. frammentazione

UN

In quale tipo di ambiente avviene la fecondazione esterna?

A. acquatico
B. boscosa
C. savana
D. steppa

UN

Risposta gratuita

Quale potrebbe essere uno svantaggio per la determinazione del sesso dipendente dalla temperatura?

Le temperature possono variare di anno in anno e un anno insolitamente freddo o caldo potrebbe produrre prole di un solo sesso, rendendo difficile per gli individui trovare compagni.

Rispetto ai sessi separati e supponendo che l'autofecondazione non sia possibile, quale potrebbe essere un vantaggio e uno svantaggio dell'ermafroditismo?

Un possibile vantaggio dell'ermafroditismo potrebbe essere che ogni volta che si incontra un individuo della stessa specie è possibile un accoppiamento, a differenza dei sessi separati che devono trovare un individuo del sesso giusto per accoppiarsi. (Inoltre, ogni individuo in una popolazione ermafrodita è in grado di produrre prole, il che non è il caso delle popolazioni con sessi separati.) Uno svantaggio potrebbe essere che le popolazioni ermafrodite sono meno efficienti perché non sono specializzate in un sesso o nell'altro, il che significa un ermafrodita non produce tanti figli attraverso uova o sperma come fanno le specie con sessi separati. (Sono possibili altre risposte.)

Glossario

riproduzione asessuata
un meccanismo che produce figli geneticamente identici al genitore
gemmazione
una forma di riproduzione asessuata che risulta dalla crescita di una parte di un organismo che porta a una separazione dall'animale originale in due individui
fertilizzazione esterna
la fecondazione delle uova da parte dello sperma al di fuori del corpo di un animale, spesso durante la deposizione delle uova
fissione
(anche, fissione binaria) una forma di riproduzione asessuata in cui un organismo si divide in due organismi separati o due parti che rigenerano le parti mancanti del corpo
frammentazione
la rottura di un organismo in parti e la crescita di un individuo separato da ciascuna parte
ermafroditismo
lo stato di avere strutture riproduttive sia maschili che femminili all'interno dello stesso individuo
fecondazione interna
la fecondazione degli ovuli da parte degli spermatozoi all'interno del corpo della femmina
oviparità
un processo mediante il quale le uova fecondate vengono deposte al di fuori del corpo della femmina e si sviluppano lì, ricevendo nutrimento dal tuorlo che è una parte dell'uovo
ovoviparità
un processo mediante il quale le uova fecondate vengono trattenute all'interno della femmina; l'embrione trae il suo nutrimento dal tuorlo d'uovo, e i piccoli sono completamente sviluppati quando sono nati
partenogenesi
una forma di riproduzione asessuata in cui un uovo si sviluppa in un individuo completo senza essere fecondato
determinazione del sesso
il meccanismo mediante il quale viene inizialmente stabilito il sesso degli individui negli organismi che si riproducono sessualmente
riproduzione sessuale
una forma di riproduzione in cui le cellule contenenti materiale genetico di due individui si combinano per produrre una prole geneticamente unica

Riproduzione animale

Ogni lombrico produce sperma e uova in poche settimane, nuovi vermi si schiuderanno dalle uova fecondate.

La riproduzione animale assume molte forme.

Gli aspetti della forma e della funzione degli animali possono essere visti in generale come adattamenti che contribuiscono al successo riproduttivo.

Come può ciascuno di questi lombrichi essere sia maschio che femmina?


Di seguito sono riportate le due modalità di riproduzione &meno

Discutiamo ciascuno separatamente &meno

Riproduzione sessuale

Negli animali, maschi e femmine hanno organi riproduttivi diversi.

Le parti riproduttive negli animali producono gameti che si fondono e formano uno zigote.

Lo zigote si sviluppa in una nuova specie simile.

Il tipo di riproduzione attraverso la fusione di gameti maschili e femminili è noto come riproduzione sessuale.

I gameti maschili, prodotti dai testicoli, sono conosciuti come spermatozoi.

I gameti femminili, prodotti dall'ovaio, sono conosciuti come ovuli (o uova).

Nel processo di riproduzione, il primo passo è il fusione di uno sperma e un ovulo (uovo).

La fusione dell'uovo e dello sperma è nota come fecondazione (come mostrato nell'immagine sopra).

Durante la fecondazione, i nuclei dello sperma e dell'ovulo si fondono insieme e formano un unico nucleo che determina la formazione di un uovo fertilizzato conosciuto anche come zigote (mostrato nell'immagine sotto).

Lo zigote si divide ulteriormente ripetutamente per dare origine a una palla di cellule che iniziano a formare gruppi. I gruppi si sviluppano in diversi tessuti e organi che costituiscono un corpo completo. Nel processo, la struttura in via di sviluppo è nota come an embrione (mostrato nell'immagine sotto).

L'embrione continua a svilupparsi nell'utero e sviluppa parti del corpo come testa, viso, orecchie, occhi, naso, mani, gambe, dita dei piedi, ecc.

Lo stadio dell'embrione in cui si sviluppano e possono essere identificate le diverse parti del corpo è noto come feto (mostrato nell'immagine sotto).

In un periodo di tempo definito, quando lo sviluppo del feto è completo, la madre dà alla luce il bambino.

L'animale che dà alla luce i piccoli è noto come viviparo animale. Per esempio. Umano, mucca, cani, ecc.

L'organismo che depone le uova è noto come oviparo animale. Per esempio. tutti gli uccelli (tranne i pipistrelli), lucertole, ecc.

Riproduzione asessuata

Il tipo di riproduzione in cui solo un solo genitore, viene diviso in due nuovi figli, è noto come riproduzione asessuata. Per esempio. Idra e Ameba.

In idra, gli individui si sviluppano dalle gemme quindi, questo tipo di riproduzione asessuata è noto come gemmazione (mostrato nell'immagine sotto).

Nell'ameba, il nucleo viene diviso in due nuclei, quindi questo tipo di riproduzione asessuata è noto come fissione binaria.


Come si riproducono gli animali

Alcuni animali producono la prole attraverso la riproduzione asessuata mentre altri animali producono la prole attraverso la riproduzione sessuale. Entrambi i metodi presentano vantaggi e svantaggi. Riproduzione asessuata produce figli geneticamente identici al genitore perché i figli sono tutti cloni del genitore originale. Un singolo individuo può produrre prole asessualmente e un gran numero di prole può essere prodotto rapidamente, questi sono due vantaggi che gli organismi a riproduzione asessuata hanno rispetto agli organismi a riproduzione sessuale. In un ambiente stabile o prevedibile, la riproduzione asessuata è un mezzo di riproduzione efficace perché tutta la prole si adatterà a quell'ambiente. In un ambiente instabile o imprevedibile, le specie che si riproducono asessualmente possono essere svantaggiate perché tutta la prole è geneticamente identica e potrebbe non essere adattata a condizioni diverse.

Durante riproduzione sessuale, il materiale genetico di due individui viene combinato per produrre una prole geneticamente diversa che differisce dai genitori. Si pensa che la diversità genetica della prole prodotta sessualmente dia agli individui che si riproducono sessualmente una maggiore forma fisica perché una maggior parte della loro prole può sopravvivere e riprodursi in un ambiente imprevedibile o mutevole. Le specie che si riproducono sessualmente (e hanno sessi separati) devono mantenere due diversi tipi di individui, maschi e femmine. Solo la metà della popolazione (femmine) può produrre la prole, quindi verrà prodotta meno prole rispetto alla riproduzione asessuata. Questo è uno svantaggio della riproduzione sessuale rispetto alla riproduzione asessuata.

Riproduzione asessuata

La riproduzione asessuata avviene nei microrganismi procarioti (batteri e archaea) e in molti organismi eucarioti, unicellulari e multicellulari. Esistono diversi modi in cui gli animali si riproducono asessualmente, i cui dettagli variano tra le singole specie.

Fissione

fissione, chiamata anche fissione binaria, si verifica in alcuni organismi invertebrati multicellulari. È in qualche modo analogo al processo di fissione binaria degli organismi procarioti unicellulari. Il termine fissione viene applicato ai casi in cui un organismo sembra dividersi in due parti e, se necessario, rigenerare le parti mancanti di ogni nuovo organismo. Ad esempio, specie di platelminti turbellari comunemente chiamati planari, come Dugesia dorotocephala, sono in grado di separare i loro corpi nelle regioni della testa e della coda e quindi rigenerare la metà mancante in ciascuno dei due nuovi organismi. Anemoni di mare (Cnidaria), come specie del genere Anthopleura ([link]), si divideranno lungo l'asse orale-aborale, e i cetrioli di mare (Echinodermata) del genere Oloturia, si dividerà in due metà lungo l'asse orale-aborale e rigenererà l'altra metà in ciascuno degli individui risultanti.

Gemmazione

Gemmazione è una forma di riproduzione asessuata che risulta dalla crescita di una parte del corpo che porta alla separazione del “germoglio” dall'organismo originario e alla formazione di due individui, uno più piccolo dell'altro. Il germogliamento si verifica comunemente in alcuni animali invertebrati come idre e coralli. Nelle idre, si forma una gemma che si sviluppa in un adulto e si stacca dal corpo principale ([link]).

Guarda questo video per vedere un'idra in erba.

Frammentazione

frammentazione è la rottura di un individuo in parti seguita dalla rigenerazione. Se l'animale è in grado di frammentarsi e le parti sono abbastanza grandi, da ciascuna parte ricrescerà un individuo separato. La frammentazione può verificarsi attraverso danni accidentali, danni da predatori o come forma naturale di riproduzione. La riproduzione per frammentazione si osserva in spugne, alcuni cnidari, turbellari, echinodermi e anellidi. In alcune stelle marine, un nuovo individuo può essere rigenerato da un braccio rotto e da un pezzo del disco centrale. Questa stella marina ([link]) è in procinto di far crescere una stella marina completa da un braccio che è stato tagliato. È noto che i lavoratori della pesca cercano di uccidere le stelle marine mangiando i loro letti di vongole o ostriche tagliandole a metà e gettandole di nuovo nell'oceano. Sfortunatamente per i lavoratori, le due parti possono rigenerare ciascuna una nuova metà, risultando in un numero doppio di stelle marine per depredare ostriche e vongole.

Partenogenesi

Partenogenesi è una forma di riproduzione asessuata in cui un uovo si sviluppa in un individuo senza essere fecondato. La prole risultante può essere aploide o diploide, a seconda del processo nella specie. La partenogenesi si verifica negli invertebrati come pulci d'acqua, rotiferi, afidi, insetti stecco e formiche, vespe e api. Formiche, api e vespe usano la partenogenesi per produrre maschi aploidi (droni). Le femmine diploidi (operaie e regine) sono il risultato di un uovo fecondato.

Alcuni animali vertebrati, come alcuni rettili, anfibi e pesci, si riproducono anche attraverso la partenogenesi. La partenogenesi è stata osservata in specie in cui i sessi erano separati negli zoo terrestri o marini. Due femmine di drago di Komodo, uno squalo martello e uno squalo nero hanno prodotto giovani partenogeni quando le femmine sono state isolate dai maschi. È possibile che la riproduzione asessuata osservata sia avvenuta in risposta a circostanze insolite e normalmente non si verificherebbe.

Riproduzione sessuale

La riproduzione sessuale è la combinazione di cellule riproduttive di due individui per formare una prole geneticamente unica. La natura degli individui che producono i due tipi di gameti può variare, avendo ad esempio sessi separati o entrambi i sessi in ciascun individuo. Anche la determinazione del sesso, il meccanismo che determina in quale sesso si sviluppa un individuo, può variare.

Ermafroditismo

Ermafroditismo si verifica negli animali in cui un individuo ha sistemi riproduttivi sia maschili che femminili. Gli invertebrati come lombrichi, lumache, tenie e lumache ([link]) sono spesso ermafroditi. Gli ermafroditi possono autofecondarsi, ma tipicamente si accoppiano con un'altra della loro specie, fecondandosi a vicenda ed entrambi producendo prole. L'autofecondazione è più comune negli animali che hanno mobilità limitata o non sono mobili, come i cirripedi e le vongole. Molte specie hanno in atto meccanismi specifici per prevenire l'autofecondazione, perché è una forma estrema di consanguineità e di solito produce una prole meno adatta.

Determinazione del sesso

Il sesso dei mammiferi è determinato geneticamente dalla combinazione dei cromosomi X e Y. Gli individui omozigoti per X (XX) sono femmine e gli individui eterozigoti (XY) sono maschi. Nei mammiferi, la presenza di un cromosoma Y provoca lo sviluppo di caratteristiche maschili e la sua assenza si traduce in caratteristiche femminili. Il sistema XY si trova anche in alcuni insetti e piante.

Uccello determinazione del sesso dipende dalla combinazione dei cromosomi Z e W. L'omozigote per Z (ZZ) risulta in un maschio e l'eterozigote (ZW) in una femmina. Si noti che questo sistema è l'opposto del sistema dei mammiferi perché negli uccelli la femmina è il sesso con i diversi cromosomi sessuali. La W sembra essere essenziale nel determinare il sesso dell'individuo, simile al cromosoma Y nei mammiferi. Alcuni pesci, crostacei, insetti (come farfalle e falene) e rettili utilizzano il sistema ZW.

Esistono anche sistemi di determinazione del sesso cromosomico più complicati. Ad esempio, alcuni pesci spada hanno tre cromosomi sessuali in una popolazione.

Il sesso di alcune altre specie non è determinato dai cromosomi, ma da qualche aspetto dell'ambiente. La determinazione del sesso negli alligatori, in alcune tartarughe e nei tuatara, per esempio, dipende dalla temperatura durante il terzo medio dello sviluppo delle uova. Questo è indicato come determinazione del sesso ambientale, o più specificamente, come determinazione del sesso dipendente dalla temperatura. In molte tartarughe, le temperature più fredde durante l'incubazione delle uova producono maschi e le temperature calde producono femmine, mentre in molte altre specie di tartarughe è vero il contrario. In alcuni coccodrilli e in alcune tartarughe, le temperature moderate producono i maschi e sia le temperature calde che quelle fresche producono le femmine.

Gli individui di alcune specie cambiano sesso durante la loro vita, passando dall'uno all'altro. Se l'individuo è prima una femmina, si parla di protoginia o "prima donna", se è prima un maschio, si parla di protandria o "primo maschio". Le ostriche nascono maschi, crescono di dimensioni, diventano femmine e depongono le uova. I labri, una famiglia di pesci di barriera, sono tutti ermafroditi sequenziali. Alcune di queste specie vivono in banchi strettamente coordinati con un maschio dominante e un gran numero di femmine più piccole. Se il maschio muore, una femmina aumenta di taglia, cambia sesso e diventa il nuovo maschio dominante.

Fecondazione

La fusione di uno spermatozoo e di un ovulo è un processo chiamato fecondazione. Questo può avvenire sia all'interno (fecondazione interna) o esterno (fertilizzazione esterna) il corpo della femmina. Gli esseri umani forniscono un esempio del primo, mentre la riproduzione della rana è un esempio del secondo.

Fecondazione Esterna

La fecondazione esterna di solito avviene in ambienti acquatici in cui sia le uova che gli spermatozoi vengono rilasciati nell'acqua. Dopo che lo sperma raggiunge l'uovo, avviene la fecondazione. La maggior parte della fecondazione esterna avviene durante il processo di deposizione delle uova in cui una o più femmine rilasciano le loro uova e i maschi rilasciano sperma nella stessa area, allo stesso tempo. La deposizione delle uova può essere innescata da segnali ambientali, come la temperatura dell'acqua o la durata della luce del giorno. Quasi tutti i pesci si generano, così come i crostacei (come granchi e gamberetti), i molluschi (come le ostriche), i calamari e gli echinodermi (come i ricci di mare e i cetrioli di mare). Ripassa su "Si generano anche rane, coralli, calamari e polpi ([link]).

Fecondazione Interna

La fecondazione interna si verifica più spesso negli animali terrestri, sebbene anche alcuni animali acquatici utilizzino questo metodo. La fecondazione interna può avvenire dal maschio che deposita direttamente lo sperma nella femmina durante l'accoppiamento. Può anche verificarsi per il maschio che deposita lo sperma nell'ambiente, di solito in una struttura protettiva, che una femmina raccoglie per depositare lo sperma nel suo tratto riproduttivo. Ci sono tre modi in cui la prole viene prodotta dopo la fecondazione interna. In oviparità, le uova fecondate vengono deposte all'esterno del corpo della femmina e lì si sviluppano, ricevendo nutrimento dal tuorlo che fa parte dell'uovo ([link]un). Ciò si verifica in alcuni pesci ossei, alcuni rettili, alcuni pesci cartilaginei, alcuni anfibi, alcuni mammiferi e tutti gli uccelli. La maggior parte dei rettili e degli insetti non aviari produce uova coriacee, mentre gli uccelli e alcune tartarughe producono uova con alte concentrazioni di carbonato di calcio nel guscio, che le rendono dure. Le uova di gallina sono un esempio di guscio duro. Le uova dei mammiferi che depongono le uova come l'ornitorinco e l'echidna sono coriacee.

In ovoviparità, le uova fecondate vengono trattenute nella femmina e l'embrione ottiene il suo nutrimento dal tuorlo dell'uovo. Le uova vengono trattenute nel corpo della femmina fino a quando non si schiudono al suo interno, oppure lei depone le uova appena prima che si schiudano. Questo processo aiuta a proteggere le uova fino alla schiusa. Ciò si verifica in alcuni pesci ossei (come il platyfish Xiphophorus maculatus, [collegamento]B), alcuni squali, lucertole, alcuni serpenti (serpente giarrettiera Thamnophis sirtalis), alcune vipere e alcuni animali invertebrati (scarafaggio sibilante del Madagascar Gromphadorhina portentosa).

In viviparità i giovani nascono vivi. Ottengono il loro nutrimento dalla femmina e nascono in diversi stati di maturità. Ciò si verifica nella maggior parte dei mammiferi ([link]C), alcuni pesci cartilaginei e alcuni rettili.

Riepilogo della sezione

La riproduzione può essere asessuata quando un individuo produce una prole geneticamente identica, o sessuale quando il materiale genetico di due individui viene combinato per produrre prole geneticamente diversa. La riproduzione asessuale negli animali avviene attraverso la fissione, il germogliamento, la frammentazione e la partenogenesi. La riproduzione sessuale può comportare la fecondazione all'interno del corpo o nell'ambiente esterno. Una specie può avere sessi separati o sessi combinati quando i sessi sono combinati possono essere espressi in momenti diversi del ciclo di vita. Il sesso di un individuo può essere determinato da vari sistemi cromosomici o fattori ambientali come la temperatura.

La riproduzione sessuale inizia con la combinazione di uno spermatozoo e un ovulo in un processo chiamato fecondazione. Questo può verificarsi sia all'esterno dei corpi che all'interno della femmina. Il metodo di fecondazione varia tra gli animali. Alcune specie rilasciano l'uovo e lo sperma nell'ambiente, alcune specie trattengono l'uovo e ricevono lo sperma nel corpo femminile e quindi espellono l'embrione in via di sviluppo coperto di guscio, mentre altre specie conservano la prole in via di sviluppo per tutto il periodo di gestazione.


La riproduzione animale e l'uovo – Apprendimento guidato

Ho progettato questa attività per la mia classe di biologia del primo anno durante la pandemia del 2020. Il mio obiettivo era fornire una panoramica di come si riproducono i gruppi di vertebrati. Gli studenti in passato si sarebbero concentrati sull'uovo di amniote come parte dell'unità su uccelli e rettili. Assegnerei la colorazione dell'uovo di amniote come un modo per gli studenti di apprendere le strutture dell'uovo, come l'amnion, il corion, l'allantoide e il tuorlo.

La serie di video Eyewitness ha un grande episodio sugli uccelli e l'uovo di amniote che è ora disponibile su Youtube. Ho anche un foglio di lavoro da accompagnare, anche se Edpuzzle è anche un'ottima app per convincere gli studenti a guardare i video assegnati.

Questa attività di apprendimento guidato è un'esplorazione interattiva della riproduzione in diversi gruppi di animali. Inizia con la differenza tra fecondazione interna ed esterna. Uso una grafica accattivante, come le gif per focalizzare l'attenzione degli studenti su concetti importanti (o sorprendenti). Ad esempio, il salmone che nuota mostra che la colorazione rosso scuro può essere la chiave per attirare un compagno.

Successivamente, gli studenti confrontano tre tipi di strategie riproduttive. Alcuni animali, come i serpenti, depongono le uova, mentre alcuni animali conservano le uova all'interno dei loro corpi. I mammiferi, come gli umani, nutrono l'uovo all'interno dell'utero. Vorrei che gli studenti capissero che in tutte queste strategie ci sono delle somiglianze. Anche se la maggior parte dei mammiferi non depone le uova, conservano alcune delle caratteristiche dell'uovo, come il amnios.

Nelle diapositive successive, gli studenti etichettano un'immagine dell'uovo di amniote in base alle descrizioni. A fill-in slide contains the descriptions for what each membrane does. In another slide, students drag labels to an image.

In the final slide, students must synthesize what they have learned to create a Venn diagram comparing mammal reproduction to bird reproduction. A fun way to make the unit more interactive is to create “reptile” eggs by soaking bird eggs in vinegar. This will remove the calcium from the shell and make it soft and flexible.

In the past, I have also incubated chicken eggs. This can be a major project though, and you’ll need an incubator and fertilized eggs, plus a place to go with the chicks that hatch.


18.1 How animals reproduce

Some animals produce offspring through asexual reproduction while other animals produce offspring through sexual reproduction. Both methods have advantages and disadvantages. Asexual reproduction produces offspring that are genetically identical to the parent because the offspring are all clones of the original parent. A single individual can produce offspring asexually and large numbers of offspring can be produced quickly these are two advantages that asexually reproducing organisms have over sexually reproducing organisms. In a stable or predictable environment, asexual reproduction is an effective means of reproduction because all the offspring will be adapted to that environment. In an unstable or unpredictable environment, species that reproduce asexually may be at a disadvantage because all the offspring are genetically identical and may not be adapted to different conditions.

During sexual reproduction , the genetic material of two individuals is combined to produce genetically diverse offspring that differ from their parents. The genetic diversity of sexually produced offspring is thought to give sexually reproducing individuals greater fitness because more of their offspring may survive and reproduce in an unpredictable or changing environment. Species that reproduce sexually (and have separate sexes) must maintain two different types of individuals, males and females. Only half the population (females) can produce the offspring, so fewer offspring will be produced when compared to asexual reproduction. This is a disadvantage of sexual reproduction compared to asexual reproduction.


Animal Reproduction (AR) publishes original scientific papers and invited literature reviews, in the form of Basic Research, Biotechnology, Applied Research and Review Articles, with the goal of contributing to a better understanding of phenomena related to animal reproduction.

The scope of the journal applies to students, researchers and practitioners in the fields of veterinary, biology and animal science, also being of interest to practitioners of human medicine. Animal Reproduction Journal is the official organ of the Brazilian College of Animal Reproduction in Brazil.


Lesson Plan: Animal Patterns of Reproduction

Image shows nine animals species that exhibit sexual dimorphism or unique reproductive strategies: elephant seals, seahorses, mallad ducks, Indian peafowl, Mormon cricket, honey bee, magnificent riflebird, clownfish, and slipper limpet.

In this lesson, students learn briefly about the reproductive strategies nine different animal species. Student use a tally to track what strategies are most common - for example, male competition, female mate choice. More unique patterns like sex-changing clownfish and touch-mediated sex development are included within the nine species.

When I taught this lesson, students learned about each species through short video recordings of teachers in our school describing the species. For more general use, I changed the lesson as posted on this website to have students do online research instead of watching the videos.


Biology Basics: How Animals Reproduce

Two types of two-parent reproduction (sexual) and two types of one parent reproduction (aseuxual) are seen in animals. It seems crazy to think that animals can reproduce with only one parent, but with more simple creatures like worms and jellyfish, it happens!

Two-parents Reproduction

Two parent reproduction ensures genetic variation in each new offspring. This makes for unique traits of each young, and allows for greater protection from disease. However the animals must find a mate in order to have new babies. The two types of two-parent reproduction are live birth and eggs.

One-Parent Reproduction

Most animals that reproduce asexually are invertebrates, like worms, jellyfish and sea stars. Fragmentation and Budding can also be called cloning, because the offspring are identical to the parents. The advantage to asexual reproduction is that these animals can reproduce even if they cannot find a mate. However the offspring that are created have identical genetic information as the parent, and therefore one disease can kill off an entire population of cloned animals. They can also reproduce much quicker, but that means they can easily overpopulate and compete for resources.


18.1: How Animals Reproduce - Biology

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Riepilogo della sezione

La riproduzione può essere asessuata quando un individuo produce una prole geneticamente identica, o sessuale quando il materiale genetico di due individui viene combinato per produrre prole geneticamente diversa. La riproduzione asessuata avviene attraverso la fissione, il germogliamento e la frammentazione. La riproduzione sessuale può significare l'unione di sperma e uova all'interno dei corpi degli animali o può significare il rilascio di sperma e uova nell'ambiente. Un individuo può essere di un sesso, o entrambi possono iniziare come un sesso e cambiare durante la sua vita, oppure può rimanere maschio o femmina.


Guarda il video: I cinque regni dei viventi (Dicembre 2022).