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La riproduzione come strategia evolutiva

Riproduzione: nei nostri pensieri sfilano immagini di cervi che si contendono a cornate le femmine del branco; di gatti che l'altra notte non ci hanno fatto dormire perché cercavano la loro anima gemella; oppure di cuccioli attaccati ai capezzoli materni, di piccoli che protendono il collo verso il becco di uno dei genitori che rientra al nido. Ci torna in mente anche quel pezzo di carne lasciato fuori per sbaglio, sul quale quelle mosche verdastre hanno deposto le uova, oppure quei disegni del libro di scienze con gli schemi della riproduzione asessuale che mostravano come da un solo esserino ne venissero fuori tanti in men che non si dica. Ma quanti modi ci sono per "venire al mondo"? E perché così tanti? Leggendo le schede sui microrganismi noterete che ciascun gruppo si riproduce secondo delle modalità particolari, ciascuna delle quali è funzionale alle esigenze ecologiche di quel gruppo; ci si accorge che non solo esistono fondamentalmente due modi per riprodursi, quello sessuale e quello asessuale, ma che essi possono avere modalità molto diverse e addirittura coesistere nella stessa specie! voglia di complicazioni? No se intendiamo la riproduzione come processo di aumento numerico degli individui di una popolazione, come la principale delle strategie che ciascuna specie mette in atto non solo per moltiplicarsi nell'ambiente già colonizzato, ma anche per aumentare le probabilità di giungere a contatto con nuovi spazi colonizzabili (dispersione) ed installarvisi con successo (colonizzazione).
Ciascun individuo risolve i suoi problemi di sopravvivenza nutrendosi, respirando, ecc. Tali meccanismi non solo rendono possibile la sua esistenza (e quindi anche della sua specie nel breve periodo), ma promuovono anche la sua capacità di riprodursi: un individuo robusto ha una maggiore capacità di uno "debolino" di lasciare discendenza, quindi di lasciare più copie dei suoi geni dopo la morte. La possibilità che ha una specie di sopravvivere per lunghi archi di tempo, invece, è legata non solo al numero di copie di geni che ciascun individuo appartenente ad essa lascia alle generazioni che lo seguono, ma soprattutto alla variabilità genetica, cioè alla diversità qualitativa dei geni che costituiscono l'insieme del patrimonio genetico della popolazione nel suo insieme.
La variabilità è dovuta a variazioni stabili (mutazioni) del materiale genetico che viene trasmesso da una generazione all'altra. Se una mutazione è vantaggiosa per gli individui che la portano, si affermerà nel lungo periodo; in caso contrario scomparirà. Nel corso degli anni le variazioni genetiche vengono trasmesse e si diffondono all'interno dei popolamenti per mezzo della sessualità, il fenomeno che permette il "rimescolamento" degli assetti genetici individuali, da una generazione alla successiva. E' qui opportuno sottolineare che la riproduzione (aumento numerico) e la sessualità (rimescolamento genetico) non necessariamente coincidono: nei Protozoi Ciliati, per esempio, la divisione cellulare risponde alla prima istanza, mentre la "coniugazione" provvede alla seconda. Ma torniamo al discorso iniziale: alle modalità riproduttive che ciascuna specie attua per evitare l'estinzione. Vediamo quali i vantaggi e gli svantaggi che ciascun tipo di riproduzione, l'asessuale e la sessuale, comporta.
La riproduzione asessuale o vegetativa avviene quando un organismo si scinde, produce gemme, o si frammenta per formare parti, ciascuna delle quali può svilupparsi in un animale distinto. I discendenti prodotti per mezzo della riproduzione asessuale, chiamati cloni, sono assolutamente identici al genitore. Questo tipo di riproduzione elimina la necessità che individui di sesso diverso si incontrino, e permette agli organismi di destinare alla produzione della prole energie e tempo che altrimenti verrebbero spesi per le attività sessuali. Di conseguenza gli individui che si riproducono per via vegetativa in ambienti favorevoli possono formare grandi popolazioni che sfruttano rapidamente le risorse presenti.
Il principale svantaggio della riproduzione asessuale sta nel fatto che i discendenti sono tutti pressoché identici e l'unica forma di variabilità è data dalle sole mutazioni geniche, il cui verificarsi e' molto raro! Si intuisce quindi che se l'ambiente è favorevole la specie prospera, ma se l'ambiente cambia repentinamente gli individui di una determinata specie possono non essere più capaci di rispondere adattandosi, per cui l'intera popolazione rischia di venire eradicata.
Vi sono molte forme di riproduzione sessuale, ma tutte, fondamentalmente, implicano la presenza di due individui di sesso diverso, due individui, cioè capaci di produrre gameti maschili e femminili come risultato di uno speciale, singolare e preziosissimo processo, la meiosi. I due diversi gameti si fondono e costituiscono così il nuovo individuo, il cui patrimonio genetico è per metà nuovo rispetto a ciascun genitore.
I principali benefici della riproduzione sessuale derivano dal rimescolamento genetico che essa assicura ad ogni generazione: la possibilità che qualcuno dei discendenti diversi possa continuare a sopravvivere nel caso l'ambiente muti (o, anche, in ambienti nuovi) è maggiore della probabilità che si avrebbe se i discendenti fossero tutti uguali.
Possiamo concludere che, mentre la riproduzione risponde all'imperativo "quantità", la sessualità soddisfa la necessità di "qualità". E' molto frequente che i microrganismi (per esempio i Protozoi) abbiano cicli biologici che comprendono la fase riproduttiva e quella sessuale distinte: quando le condizioni ambientali sono favorevoli, la riproduzione vegetativa permette una rapida espansione della specie; nel caso in cui le condizioni ambientali si modificano (per esempio si abbassa la temperatura per il sopraggiungere dell'inverno o uno stagno si prosciuga) interviene il processo sessuale che metta in grado la specie di produrre individui con nuovi genotipi: fra questi saranno le mutate condizioni ambientali a decidere quali sono i più adatti a perpetuare la specie. Volendo fare un parallelo, possiamo paragonare la riproduzione ad un mazzo di carte che la specie ha per giocare la sua partita di sopravvivenza con l'ambiente. Il mazzo è il suo corredo genetico, le mutazioni sono le nuove carte: possono essere buone o cattive a seconda di quello che l'ambiente (suo avversario in questa ipotetica partita) ha precedentemente messo sul tavolo. La riproduzione sessuale rappresenta i diversi mezzi di rimescolare le carte, con tutte le nuove possibilità che questa azione comporta. Se la specie saprà mescolare le carte al momento opportuno e usare bene le nuove "mani", vincerà, altrimenti si estinguerà! Parlando della "sopravvivenza del più idoneo", ci si riferisce al suo successo riproduttivo: possiamo allora intuire che tutti gli aspetti fisiologici e comportamentali legati alla riproduzione (numero di volte che l'organismo si riproduce nel corso della sua esistenza, numero di discendenti prodotti, modo in cui questi si sviluppano, le eventuali cure parentali prestate alla prole in sviluppo, ecc.) influenzano il successo evolutivo di un organismo, e quindi della specie a cui appartiene.