giovedì 2 novembre 2017

Perché gli insetti possono svilupparsi da cellule uovo non fertilizzate?


Uno scienziato della Facoltà di Biologia della Lomonosov Moscow State University, insieme al suo collega russo, ha spiegato il frequente verificarsi dello sviluppo per partenogenesi di insetti da cellule uovo non fecondate. Studiare questo fenomeno potrebbe contribuire a controllare le specie che causano danni all'agricoltura. I risultati sono stati pubblicati nel Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research.

Gli insetti alati del super ordine Holometabola passano quattro fasi di sviluppo: uovo, larva, pupa e insetto adulto. Alcuni membri sperimentano il fenomeno della partenogenesi. Il ricercatore del MSU ha descritto le modalità di sviluppo per partenogenesi trovate in vari gruppi di questi insetti.


La partenogenesi avviene con tre modalità: arrenotochia, telitochia e deuterotochia.

L'arrenotochia si ha quando solo maschi nascono da cellule uovo non fertili. Viene osservata in vespe, api e bombi (insetti sociali). Di solito, i maschi di queste specie si sviluppano da uova non fertilizzate e contengono un set di cromosomi singolo (haploidi), mentre le femmine appaiono diploidi (con doppio cromosoma) e nascono da uova fecondate.

D'altra parte, per esempio, nella teliotochia nascono solo femmine da uova non fertilizzate, mentre i maschi sono assenti. Questa modalità di partenogenesi è caratteristica di alcuni vermi e larve di tarme, che non sono insetti sociali.

Nella deuterotochia, sia organismi maschili che femminili si sviluppano da cellule uovo sterili. La deuterotochia si ha, ad esempio, in molte vespe della famiglia Cynipidae.

"È stato dimostrato che la partenogenesi è favorevole per l'emergere e l'ulteriore sopravvivenza di gruppi quando la densità della popolazione è bassa, nonché quando emerge la necessità di riprodurre rapidamente un particolare genotipo in condizioni favorevoli. D'altra parte, a volte anche le popolazioni di insetti che si riproducono sessualmente in grandi numeri possono ricorrere allo sviluppo di linee partenogenetiche", dice il biologo Vladimir Gokhman, ricercatore principale del MSU Botanical Garden.

La causa principale della partenogenesi è evidente: gli insetti hanno un problema nella ricerca di un partner sessuale quando la densità della popolazione è bassa, spesso nel caso di habitat estremi. D'altra parte, la partenogenesi nelle popolazioni ad alta densità può essere spiegata con la teoria secondo cui quando la densità della popolazione è elevata, vengono tolti molti divieti evolutivi che ostacolano lo sviluppo partenogenetico, specialmente negli insetti fitofagi che si nutrono principalmente sugli alberi.

"Molti organismi nocivi all'agricoltura e alla silvicoltura, così come i loro nemici naturali tra gli insetti, sono partenogenetici e pertanto è necessario studiare i vari tipi di partenogenesi per controllare con successo queste specie di parassiti. Oggi la letteratura scientifica mondiale sta vivendo un rapido aumento di studi dedicati agli aspetti ecologici, genetici e in altri aspetti della partenogenesi negli insetti. Queste informazioni devono essere riepilogate e interpretate in modo adeguato e tempestivo, ma le ricerche su questo argomento, di norma, invecchiano rapidamente", dice Gokhman.

Gli insetti fitofagi che si riproducono per tellitochia ad esempio sono dannosi per l'agricoltura e le foreste, perché poche femmine possono rapidamente dare origine ad una popolazione di parassiti completamente funzionale in assenza di maschi.

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