Animali vivipari: non solo mammiferi

Lo sappiamo tutti fin dalla nascita: la mamma è la mamma. Dal nostro primo giorno di vita ci protegge, gioca con noi, ci nutre. In realtà le cure di nostra madre iniziano anche prima del parto. Nelle specie vivipare come la nostra, in cui la femmina mantiene un legame diretto con i piccoli in grembo durante le prime fasi di sviluppo, essa ci nutre e ci permette di respirare. Ma non solo: le cure parentali iniziano addirittura prima del concepimento con la preparazione fisiologica di un utero atto alla gravidanza e tutto ciò che ne consegue.

Ma chi sono gli animali vivipari? I principali rappresentanti di questo gruppo di animali sono senza dubbio i mammiferi, le cui femmine ospitano durante la gravidanza i piccoli nell'utero in uno speciale organo chiamato placenta, collegato al corpo del nascituro tramite il cordone ombelicale. Ma la viviparità è stata sorprendentemente evoluta diverse volte nel regno animale, sia da altri vertebrati come salamandre, rane, lucertole e squali, che da alcuni invertebrati. Scopriamo insieme cosa si cela dietro questa importantissima strategia riproduttiva.

Riproduzione sessuata e fecondazione

Tutti gli animali si affidano totalmente o in parte alla riproduzione sessuata, un strategia riproduttiva in cui delle speciali cellule, i gameti dei due partner, si incontrano al termine di un processo chiamato fecondazione al fine di generare la prima cellula di un nuovo organismo, l'embrione. Nel regno animale ed analogamente in quello vegetale l'evoluzione ha favorito, nel corso di milioni di anni, la differenziazione sessuale dei due partner, in quanto l'incontro dei gameti è facilitato se uno dei due chiamato spermatozoo, rapido e leggero e prodotto dal maschio, si muove alla ricerca del secondo gamete chiamato ovulo, statico e pesante e prodotto dalla femmina. Negli animali più arcaici la fecondazione era ed è rimasta esterna:  essendosi sviluppati negli oceani paleozoici centinaia di milioni di anni fa, moltissimi animali marini affidano ancora alle correnti le proprie cellule sessuali al fine di farle incontrare con le corrispettive della stessa specie. Gli animali terrestri, tuttavia, derivati secondariamente da quelle specie che tentarono con successo la vita anfibia, hanno dovuto affrontare il problema del disseccamento dei gameti esposti all'aria aperta. Ecco che per superarlo i partner hanno sviluppato un sistema di avvicinamento e protezione di spermatozoi ed ovulo, il rapporto sessuale e quindi la fecondazione interna.

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di Salvatore Ferraro

Differenza tra vivipari, ovipari e ovovivipari

Le prime fasi di sviluppo embrionale sono un momento delicatissimo nella vita di un individuo. Si è totalmente inermi al Mondo esterno, costituendo un bottino succulento per qualsiasi predatore (in alcuni casi addirittura per i membri della propria specie). Per permettere il superamento di questa fase al maggior numero di piccoli, gli animali possono affidarsi a diverse strategie. Alcune specie scelgono la quantità, producendo tantissime uova fecondate senza spendere troppe energie nel curarle: sui grandi numeri qualcuna sopravviverà mandando avanti la specie. Altre specie si affidano invece alla qualità delle cure parentali di pochi embrioni, racchiudendoli in spessi gusci e covandoli in nidi protetti, come nelle specie ovipare, oppure ritenendoli all'interno di uno dei due genitori (nella stragrande maggioranza dei casi nella madre) come nelle specie ovovivipare e vivipare. In certi casi distinguere tra viviparità e ovoviviparità è molto complicato, necessitando di studi approfonditi riguardanti l'alimentazione dei piccoli nel periodo embrionale.

Caratteristiche degli animali vivipari

La viviparità in particolare è quella strategia genitoriale in cui l'embrione si sviluppa a contatto con i tessuti materni all'interno di un organo specializzato chiamato placenta, in un periodo detto gestazione. La placenta è formata in parte da tessuti originati dall'embrione ed in parte originati dalla madre, e collega i sistemi circolatori di entrambi gli organismi tramite un'ulteriore struttura chiamata cordone ombelicale. Il piccolo riceverà protezione e sostanze nutritive ed ossigeno direttamente dal corpo materno, a differenza dei cuccioli delle specie ovovivipare in cui vi è la protezione delle uova all'interno della madre ma l'alimentazione avviene a spese di materiale nutritivo conservato nelle uova, il tuorlo.

A tale scopo, il corpo della femmina dei mammiferi si prepara ogni mese ad ospitare la prole. In questo periodo viene prodotto l'endometrio, una mucosa che ricopre la cavità interna dell'utero e che accoglierà l'embrione. In assenza di fecondazione in quel ciclo esso verrà riassorbito nella maggior parte dei mammiferi (ciclo estrale) oppure eliminato nell'uomo ed in alcune altre specie tra cui le scimmie del Vecchio Mondo, alcuni pipistrelli, i toporagni elefante ed il topo spinoso del Cairo, sotto forma di piccole perdite di sangue e rigenerato nel ciclo successivo (ciclo mestruale).

Alcuni esempi di animali vivipari

Il periodo di gestazione o gravidanza (dal latino gravidus, appesantito) ha durata diversa nelle diverse specie animali. Nei cani è di due mesi, nella nostra specie è notoriamente di nove, negli elefanti addirittura ventidue. Contrariamente a quanto si possa pensare i mammiferi non sono gli unici animali vivipari. Vediamo insieme quindi alcuni esempi di viviparità nel regno animale, iniziando dai nostri pet mates.

Cani e gatti

Cani e gatti (così come i loro progenitori selvatici) mostrano alcune differenze per quanto riguarda il periodo riproduttivo. Sono entrambe specie estrali, andando cioè periodicamente incontro ad un periodo di fertilità chiamato "calore" o estro.  L'estro del gatto dura dai 14 ai 21 giorni ed è strettamente legato al fotoperiodo (cioè alla durata del giorno). L'ovulazione è indotta dal rapporto sessuale e non vi sono perdite di sangue in assenza di fecondazione.

I cani entrano in estro due volte all'anno per un periodo medio di due settimane, sebbene alcune razze come i cani lupo cecoslovacchi lo facciano solo una volta l'anno. Piccole perdite sono comuni, ma essendo legate alla fase follicolare del ciclo non devono essere confuse con le mestruazioni.

Cavalli

Una cavalla entra in calore per 4-10 giorni, seguiti da circa 14 giorni di pausa. Hanno pertanto un ciclo breve per un totale di circa 3 settimane. Una caratteristica del ciclo della fertilità dei cavalli e di altri grandi animali da branco è che di solito è influenzato dalle stagioni. I cavalli si accoppiano in primavera e in estate con una pausa chiamata anestro durante l'inverno. È il numero di ore giornaliere in cui la luce entra nell'occhio dell'animale a regolare il rilascio ormonale. Quando le ore diurne sono poche il ciclo si arresta, e gli animali entrano in anestro. Man mano che le giornate si allungano, i periodi più lunghi di luce del giorno provocano il rilascio degli ormoni che attivano il ciclo riproduttivo. Ciò avvantaggia questi animali in quanto, dato un periodo di gestazione di circa undici mesi, impedisce loro di avere piccoli quando il freddo dell'inverno ne renderebbe rischiosa la sopravvivenza.

Mammiferi marsupiali

I marsupiali sono un antico gruppo di mammiferi evolutosi più di 65 milioni di anni fa ed ora sopravvissuti esclusivamente in Australia (con alcune eccezioni in America del Sud). Nella femmina è quasi sempre presente una tasca addominale detta marsupio, dove i piccoli, che nascono immaturi a causa della scarsa funzionalità della placenta, vengono allattati e protetti fino al termine dello sviluppo.

Anfibi vivipari

La viviparità è stata osservata in alcune specie di anfibi, sebbene bisogna essere cauti nel non confondersi con specie ovovivipare come la nostrana Salamandra salamandra.

Gastrotheca ovifera, o rana marsupiale gigante, è una rana endemica del nord Venezuela che contrariamente a quanto suggerirebbe il suo nome comune, non ha parentele con koala e canguri. In questa specie gli embrioni sono alimentati dalla madre grazie a delle particolarissime branchie specializzate. Nella salamandra alpina (Salamandra atra) i piccoli, all'interno della madre, si alimentano consumando altri embrioni in un processo chiamato cannibalismo intra-uterino.

Rettili vivipari

Alcune lucertole scincidi e certe specie di serpenti mostrano viviparità. Nel genere Trachylepis le uova contengono pochissimo materiale nutritivo e sono contenute in un involucro talmente sottile da permettere l'entrata di sostanze materne. Contrariamente a molte altre lucertole Pseudemoia entrecasteauxii sviluppa una vera e propria placenta ed è perciò divenuta un importante modello per la biologia dello sviluppo. Sempre fra gli scinchi, presentano placente complesse anche i generi Mabuia, Pseudomabuia e Chalcides.

Nei serpenti, in cui vi è molta confusione tra ovoviviparità e viviparità in letteratura, molto interessante è il caso di Haldea striatula, un colubride diffuso negli Stati Uniti sudoccidentali che manifesta viviparità facoltativa: diverse popolazioni possono presentare una o l'altra strategia.

Pesci vivipari

Gli squali mostrano una grande eterogeneità nelle modalità riproduttive, comprendendo specie ovipare, ovovivipare e vivipare. In particolare tra queste ultime vi sono gli squali martello, gli squali requiem (come lo squalo dello Zambesi e lo squalo tigre) e lo squalo elefante (che come la sua controparte mammifera presenta un periodo di gestazione di quasi due anni!).

Invertebrati vivipari

Molte specie di spugne possono essere considerate vivipare, proteggendo gli embrioni negli strati cellulari interni al proprio corpo e liberando larve autosufficienti, al contrario di molti cnidari che invece rilasciano uova fecondate. Anche gli scorpioni e alcune specie di acari appartengono a questo gruppo, e sembra presente in almeno sei ordini di insetti.