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La fecondazione
animale
La fecondazione fa parte degli eventi che avvengono nella
riproduzione sessuale. Molto spesso si tende ad associare la riproduzione come un processo analogo alla fecondazione ma,
in realtà, la riproduzione è l'insieme degli eventi che portano alla genesi di un nuovo individuo.
La riproduzione, oltretutto, è un evento che non dipende dall'incrocio sessuale tra due genitori, mentre la riproduzione può
avvenire anche senza fenomeni di tipo sessuale. Molte volte infatti la riproduzione avviene per vie asessuali, dove non
c'è uno scambio cromosomico, o per partenogenesi. La riproduzione asessuata è un processo semplice, molto
simile ad una comune mitosi, e per questo motivo è adoperata da animali dalla modesta complessità cellulare e
comportamentale. Gli animali più evoluti, come i mammiferi, necessitano di atti riproduttivi che da un lato
preservano la specie nel tempo, replicando cioè il codice genetico tipico della specie nei nuovi nati, dall'altro
contengano meccanismi di protezione e di mutamento genetico, mediante ricombinazione, volti a variare il codice genetico
dei nuovi nati. La variabilità genetica di un organismo si traduce in una maggiore possibilità di combattere alcuni
difetti o di costituire nuovi complessi, biochimici, volti alla difesa dell'organismo stesso. Se per assurdità gli
esseri umani si riproducessero in modo asessuale ed un individuo soffrisse di anemia mediterranea, la cui causa è
da ricercare nei geni, tale patologia verrebbe inesorabilmente trasmessa alla prole mentre con la
riproduzione sessuale c'è la possibilità che i geni in questione vengano forniti dal partner e nella prole
diventino recessivi non manifestandosi.
I gameti
La fecondazione coinvolge necessariamente due cellule altamente specializzate prodotte nel processo della
gametogenesi. Tali cellule prendono il nome di gameti e si distinguono in maschili o femminili a seconda della loro
provenienza. La gametogenesi è un processo che si opera all'interno delle gonadi, organi maschili o femminili che
provvedono alla specializzazione di una cellula staminale in gamete. I gameti hanno corredo cromosomico aploide,
risultano cioè dimezzati rispetto alle cellule somatiche che le hanno generati e fondendosi stabiliscono nuovamente
un corredo diploide. La morfologia dei gameti varia a seconda della specie animale in questione sebbene abbia una
struttura di base relativamente eguale che prevede un uovo con del tuorlo, o vitello, all'interno bloccato nella
profase meiotica ed uno spermio costituito da una testa da un corpo e da una coda flagellata.
Esistono differenti tipi di fecondazione e, anche per questo ambito, sono variabili a seconda della specie. La
fecondazione interna prevede l'immissione del liquido seminale, da parte dell'organo copulatore maschile,
all'interno delle vie genitali femminili e si differenzia dalla fecondazione esterna la quale è caratterizzata
dall'emissione di un gran numero di ovuli nel microambiente, che più essere marino o terrestre, a cui segue l'emissione
degli spermatozoi maschili.
La fecondazione è un evento molto delicato e coinvolge numerosi fattori biotici e non. Dal punto di vista dei
fattori biotici la produzione di uno spermatozoo o di un ovulo è essenzialmente legata alla presenza di sostanze
che, coinvolte un un complesso sistema ormonale, stimolano o inibiscono i canali di comunicazione utilizzati per la
produzione. Tali sostanze inoltre servono anche da costituenti per gli spermatozoi stessi ed risulta chiaro che
una mancanza di tali molecole biologiche possa compromettere la spermatogenesi. Anche la creazione dell'uovo è soggetta
a particolari esigenze in quanto si rende necessaria la presenza ormonale (estrogeni, progestrineci associati a
diversi cofattori e molecole di rilevante importanza biologica), da cui deriva la necessita di avere un
determinato pool di molecole. Oltretutto per la costituzione dell'ovulo si rendono necessarie alcune sostanze che per lo
spermio non sono rilevanti. Gli uccelli, ad esempio, necessitano di calcio per poter costruire il guscio delle
loro uvova e, anche pensando alla dimensione dell'uovo, appare che la quantità di calcio deve essere consistente
pena il decadimento strutturale dell'uovo stesso. Il calcio, durante il periodo di ovulazione, viene letteralmente
sottratto alle ossa grazie agli osteoclasti che lo degenerano e lo mettono a disposizione dell'uovo per poi
venire reintegrato, mediante l'alimentazione, nei giorni successivi.
Quali sono le fasi della fecondazione
Il luogo di fecondazione dei due gameti, come è già stato detto, varia da specie a specie. Negli animali a
fecondazione interna il riconoscimento dell'ovulo è un processo relativamente semplice in quanto il gamete percorre
le vie genitali per incontrare il gamete femminile che, solitamente, si trova nelle tube di falloppio.
La fecondazione esterna pone, però, qualche problema dovuto all'ampio spazio di deposizione dell'ovulo. Molti animali,
tra cui i pesci, durante il periodo della riproduzione si accoppiano standosi vicini ma altri animali emettono i
gameti senza essere vicini, lasciando al caso la possibilità che uno spermatozo trovi l'ovulo. In questo
caso la fecondazione sarebbe molto difficile se non fosse per il fatto che tali animali emettono un considerevole
numero di uova e di spermatozoi durante ogni ciclo riproduttivo che arriva anche a milioni di cellule con il
compito di aumentare le possibilità di fecondazione. Un altro sistema adottato dagli animali a fecondazione esterna
è quello chemiotattico ovvero lo spostamento degli spermatozoi, grazie al riconoscimento di particolari
molecole presenti e rilasciate dall'ovulo, in direzione del gamete femminile.
Una volta raggiunto l'ovulo lo spermatozoo penetra al suo interno rendendo possibile la fusione dei pronuclei.
Blocco della polispermia
La polispermia è il fenomeno di penetrazione di più spermatozoi all'interno dell'ovulo e, durante la
fecondazione, è evitato grazie ad una serie di accorgimenti messi in atto dall'ovulo. Un ovulo fecondato da
più spermatozoi avrebbe dei problemi in fase di fusione in quanto i patrimoni genetici dei singoli spermatozoi
potrebbero formare una fusione incompleta o non funzionale.
Per questo motivo la polispermia è bloccata, su due livelli: quello istantaneo e quello a lungo termine.
Il blocco istantaneo della polispermia avviena con la penetrazione dello spermatozoo all'interno dell'ovulo in
quanto scatena una reazione di indurimento della membrana plasmatica dovuta alla variazione della differenza di
potenziale.
Una membrana più dura è difficilmente attraversabile dagli spermatozoi tenendo conto che parte
della loro energia è stata spesa nel movimento del flagello per la ricerca dell'ovulo. Il blocco a lungo
termine è determinato dalla comparsa di un cono di fecondazione a livello del cortex dell'uovo, tale cono
scatena una reazione chimica che porta la liberazione di granuli corticali contenuti in delle piccole vescichette che
sollevano la membrana plasmatica lasciando perciò lontani dal nucleo gli eventuali spermatozoi che sono riusciti a
penetrare la membrana. Il cono di riproduzione è unico per l'uovo fecondato e viene generato dal primo spermatozoo che
penetra al suo interno.
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