Nel mondo moderno, è diventata consuetudine chiamare tutto ciò che ci circonda in termini tecnici. Il meccanismo della riproduzione… Così gli scienziati hanno "battezzato" il miracolo della nascita di una nuova vita.
Un miracolo in cui ogni componente è così armonioso, diverso e allo stesso tempo insostituibile che a volte si può solo rimanere sorpresi. Per molti millenni, l'umanità si è interrogata sulla questione del primato delle uova e del pollo e la natura ha da tempo una risposta a tutte le domande. Il razionalismo e la diversità delle soluzioni per mantenere la stabilità di una singola specie e allo stesso tempo acquisire una varietà di tratti nella fauna selvatica non hanno eguali.
Le basi genetiche della vita
Uno di questi dispositivi è l' alternanza di generazioni. La diversità delle specie animali e vegetali si ottiene attraverso la creazione di varie combinazioni di materiale genetico. L' alternanza di generazioni è una forma speciale di conservazione delle specie in condizioni ambientali mutevoli, che si trova principalmente in molte piante e invertebrati inferiori. Rappresenta il cambiamento della riproduzione sessuale e asessuale.
Cosa provoca il lancio dell'uno o dell' altro metodo di riproduzione e quali obiettivi perseguono? Per rispondere a questa domanda, è necessario comprendere più a fondo cosa sono la riproduzione sessuale e asessuale e come differiscono, quali vantaggi e svantaggi comportano per una specie biologica.
Riproduzione sessuale
Il processo di riproduzione sessuale comporta la partecipazione alla creazione di una nuova vita di due individui, che, ciascuno di per sé, sono portatori del loro insieme individuale di cromosomi in un doppio filamento elicoidale di DNA. Questo insieme unico di materiale genetico si esprime nella presenza in questo individuo, e solo in lei, di determinati tratti, che trasmette parzialmente alla sua prole.
Quando due individui partecipano al processo di riproduzione sessuale, ognuno dei quali fornisce al potenziale successore della specie il suo mezzo set di cromosomi, la generazione successiva avrà le caratteristiche di entrambi gli organismi genitoriali. Ecco perché l' alternanza delle generazioni si osserva in forme di vita sia semplici che complesse che si riproducono attraverso la riproduzione sessuale.
Quale contributo apporta la riproduzione sessuale al pool genetico di una specie
Anche all'interno di una popolazione relativamente piccola, l'insieme delle combinazioni di materiale genetico può essere infinitamente ampio. Questo tipo di riproduzione persegue una politica di introduzione della diversità nel background genetico della popolazione della specie. La diversità può essere raggiunta anche attraverso l'uso all'interno di una popolazione consolidata di nuovi esemplari di una data specie, che sono diversi.vie possono penetrare dall'esterno. Oppure, come ad esempio nelle piante o in alcuni celenterati, a scapito delle cellule germinali "con consegna a domicilio" utilizzando vento, acqua o insetti.
Un punto importante nella riproduzione sessuale è indicare la possibilità di partecipazione ad essa di individui prevalentemente sani e più forti. Pertanto, questo tipo di riproduzione consente l'implementazione della selezione naturale, che contribuisce alla possibilità di fissare tratti che funzionano a beneficio di questa specie.
Riproduzione asessuata come formula per il moltiplicatore del numero di individui
L' alternanza di generazioni è un sistema utilizzato per aumentare e mantenere una specie, in cui la riproduzione asessuata gioca un ruolo importante. Tra i suoi vantaggi, si può tranquillamente notare la capacità di aumentare rapidamente la dimensione della popolazione quando si verificano condizioni ambientali favorevoli per una determinata specie biologica. Conservazione e potenziamento del patrimonio genetico della popolazione attraverso la clonazione multipla di combinazioni genetiche già esistenti, il che aumenta significativamente la possibilità che una specie possa partecipare a queste combinazioni in un'ulteriore riproduzione sessuale.
Alternanza di fenotipi in diversi regni
L' alternanza di generazioni nelle alghe dipende dalla temperatura di fondo, dalla composizione chimica dell'acqua (soprattutto dalla concentrazione di sale in essa), dalla durata del periodo di luce giornaliero, dall'intensità dell'illuminazione e dal cambio delle stagioni. Tutti questi fattori regolano la produzione di alcune cellule riproduttive. Alcune piante producono spore, la base dell'asessualeriproduzione e sono chiamati sporofiti. Le piante che producono gameti per la riproduzione sessuale (una cellula sessuale con un singolo set di cromosomi nel nucleo) per la riproduzione sono chiamate gametofiti. Esistono alghe che producono entrambi i tipi di cellule germinali (gameti e spore) e di conseguenza sono chiamate gametosporofiti. Le alghe di tutti questi tipi possono differire l'una dall' altra sia morfologicamente che biologicamente. Quindi l'alga rossa Porphyra Tenera sotto forma di sporofito si presenta come fili che si ramificano in una fila, penetrando nel substrato, che può essere rocce calcaree o gusci di molluschi.
Gli sporofiti di questa specie vivono a grandi profondità, preferiscono poca luce. Gli individui coinvolti nella produzione di cellule per la riproduzione sessuale (gametofiti) vivono sotto forma di placche nella zona di flusso e riflusso a basse profondità sotto un'intensa illuminazione. Le alghe rosse, essendo più altamente organizzate, mostrano i cicli di sviluppo più diversi e complessi, in cui si verifica un cambiamento nelle diverse forme di esistenza di organismi della stessa specie durante il ciclo di vita - sviluppo eteromorfo.
Chi è caratterizzato dalla riproduzione tramite gametosporofiti
I gametosporofiti sono tipici di molte specie di alghe verdi, brune e rosse. L' alternanza delle generazioni si osserva in essi nella produzione di cellule riproduttive di entrambi i tipi: spore e gameti, che si verificano in tempi diversi ea causa dei cambiamenti delle condizioni ambientali. Coerenza tra le manifestazioni dei tratti nel fenotipo e il corrispondentecambiamenti nell'ambiente - il principale fattore evolutivo che fornisce una forma guida di selezione.
Alternanza di generazioni in piante e animali: quali sono le somiglianze di due diversi regni
La classificazione, che divide il mondo vivente in 4 regni, semplifica enormemente la percezione della scienza biologica nelle prime fasi del suo studio. Tuttavia, con un percorso più approfondito, diventa chiaro che nella classificazione esistente ci sono molti casi intermedi. Pertanto, l' alternanza delle generazioni nei celenterati è di natura particolarmente interessante. Nel ciclo di vita, generazioni di riproduzione sessuale e asessuale hanno un aspetto diverso, conducono uno stile di vita radicalmente diverso, vivono in luoghi diversi e mangiano in modo diverso. Nella metagenesi c'è un' alternanza di forme di vita: polipi e meduse. I polipi attaccati al substrato conducono uno stile di vita sedentario. I polipi sono caratterizzati dalla riproduzione asessuata per gemmazione dall'organismo materno di nuove figlie individui identici nella composizione genetica, che trascorrono anche la loro vita sotto forma di polipi. L'alimentazione viene effettuata filtrando masse d'acqua, con la cui corrente vengono portate microscopiche particelle organiche, che servono da cibo per il corpo.
Polyps può organizzare enormi comunità. Allo stesso modo, l' alternarsi delle generazioni nei celenterati crea a lungo forme coloniali di polipi sotto forma di barriere coralline. Quando si verificano determinate condizioni, che sono individuali per ogni specie (cambiamento di temperatura, tempoanni, i cambiamenti delle correnti sottomarine, le fasi lunari, il tempo delle migrazioni, ecc.), i polipi germogliano piccole meduse. Le meduse sono mobili, si muovono facilmente nella colonna d'acqua e sono predatori nel modo in cui si nutrono. Crescendo fino all'età della prontezza sessuale, le meduse continuano il ciclo di sviluppo della specie attraverso la riproduzione sessuale. Le larve mobili si sviluppano da cellule fecondate, che si depositano sul fondo, si attaccano al substrato, perdono la loro mobilità e crescono in un polipo. L' alternanza di generazioni è un ciclo vitale attraversato da una specie che invariabilmente si chiude, tornando allo stadio originario, ma con un diverso insieme di cromosomi, e quindi con caratteri diversi.
I muschi si riproducono anche sessualmente
L' alternanza di generazioni si osserva nelle piante superiori, compresi i muschi. Una caratteristica del ciclo vitale di questa divisione vegetale è il fatto che la forma di vita dominante è il gametofito sotto forma di pianta perenne verde con escrescenze fogliari e rizoidi, che osserviamo. L' alternanza di generazioni nei muschi è fornita dallo sporofito, che è una fase asessuata del ciclo di sviluppo, rappresentato da una scatoletta su un gambo con spore, collegata al gametofito dai piedi, attraverso la quale avviene il fisiologico rifornimento di spore. Lo sporofito ha una vita breve e non può attecchire da solo. Si secca dopo la maturazione e l'eruzione delle spore.
Perché in biologia 1+1=3
Affermando quanto sopra, possiamo concludere che entrambi i metodi di riproduzione hanno un loro significato evolutivo. L' alternanza delle generazioni è un processogarantendo il consolidamento dei tratti necessari e il rifiuto di quelli non necessari, manifestati nel fenotipo, a causa della selezione naturale. Solo nel caso della riproduzione asessuata le mutazioni spontanee saranno “sottoposte al giudizio” della selezione naturale, e nel caso della riproduzione sessuale, oltre alle mutazioni, compariranno nel fenotipo i segni di entrambi gli individui genitoriali.
Perché in biologia evoluzionistica, quando si parla di riproduzione sessuale, la somma di due unità non è uguale a due (1+1≠2)? Perché come risultato della fecondazione, il bambino riceve un insieme di geni che non è identico a nessun genitore. Un individuo non porterà un gene materno o paterno, ma si svilupperà in base alle informazioni che provengono dai genitori. Sarà la portatrice del terzo, unico e inimitabile genotipo, quindi i biologi risolvono l'esempio matematico in modo leggermente diverso. Questo è ciò che assicura l' alternanza di generazioni nelle piante e nei mammiferi, dove ad ogni nuova rinascita il materiale genetico diventa più complesso, elegante e perfetto!
