Per capire il perché, dobbiamo fare una piccola deviazione dal nostro percorso e parlare di come fanno a riprodursi gli organismi viventi. In natura esistono, infatti, due forme di riproduzione, quella asessuale e quella sessuale, la prima non implica la fusione di cellule specializzate, mentre la seconda si. I gameti sono le cellule specializzate che nella riproduzione sessuale si devono unire per dare origine ad un nuovo individuo. Nel caso delle piante il granulo pollinico lo si può considerare, forzatamente, un gamete. Dico “forzatamente” perché dal punto di vista botanico non è ancora un vero gamete, ma è una spora. Comunque tutto questo non cambia la sostanza del discorso che ho intrapreso, il compito del granulo pollinico, infatti è quello di centrare un fiore, anzi lo stimma o stigma del fiore, dell’individuo femmina della spessa specie. Per intenderci, lo stimma fiorale, è una parte molto piccola del fiore, posta sopra l’ovario, che a sua volta contiene gli ovuli da fecondare. Le piante, quindi, si trovano costrette per riprodursi a comportarsi come se fossero degli arcieri, che devono centrare un bersaglio molto piccolo, posto a grande distanza. In questa situazione è naturale capire che la probabilità di fare centro è molto bassa, quasi nulla; allora che fare? Una cosa che si nota subito è il fatto che i granuli pollinici sono milioni, non poche centinaia o migliaia, e che tutti assieme viaggiano nel vento con l’unico scopo di centrare uno stimma. Nei paragrafi precedenti ho parlato della v.c. Geometrica, che ci fornisce la probabilità di avere n-1 insuccessi, prima che si verifichi il primo successo all’ n-esimo tentativo. Inoltre la sua funzione di ripartizione F(X) ci permette di sapere con che probabilità accadrà qualcosa entro un determinato numero di prove. Inoltre il valore medio di questa v.c. è: μ = 1/π , e se ad esempio la probabilità che ha un granulo pollinico di centrare uno stimma è π = 1/100 , il numero medio di tentativi necessari affinché si verifichi il primo successo sarà: μ = 1/(1/100) = 100. Mediamente, quindi, ci vorranno 100 granuli pollinici, perché almeno uno fecondi un fiore. Se la probabilità di fare centro fosse, e lo è realmente, molto più bassa, il numero di granuli pollinici sarebbe di gran lunga più grande, ed infatti è così. Oltre a questo, dobbiamo anche considerare la funzione di ripartizione F(X), che rappresenta la probabilità di ottenere un successo entro un numero x di tentativi. Per l’esempio di prima, la probabilità che un granulo pollinico ha di fecondare un fiore entro un numero medio μ di tentativi è: F(X = 100) = P(X ≤ 100) = 0,634 ossia il 63,4%, oltre la metà! Se poi aumento il numero di tentativi, ossia di granuli pollinici, arrivando a 200, ottengo che P(X ≤ 200) = 0,866 ossia l’ 86,6%! Adesso abbiamo tutti gli elementi per capire il perché i granuli pollinici sono così tanti; ogni granulo, infatti, rappresenta un tentativo di fare centro, come se fosse una singola freccia scoccata dall’arciere. I granuli pollinici sono tantissimi perché la probabilità di fare centro è molto bassa, ma il fatto di essere così tanti, accresce enormemente la probabilità cumulata di fare centro, ossia la probabilità di fecondare un fiore entro un numero n di tentativi (granuli pollinici). Le piante, quindi, sfruttano questo principio, quello della probabilità cumulata, rappresentato dalla funzione di ripartizione F(X), e anche se la singola probabilità, per il singolo granulo pollinico, di fare centro è molto bassa, la probabilità cumulata, invece, cresce asintoticamente verso il 100%. In somma è necessario essere in tanti.
Stesso discorso vale per gli animali, i maschi di tutti i metazoi, ossia le specie animali dotate di tessuti ben differenziati, producono dei gameti piccoli e mobili, gli spermi. Le femmine, invece, producono gameti grandi e immobili, le uova. Il problema che bisogna risolvere è il fatto che “centrare” un uovo è particolarmente difficile, soprattutto perché la mortalità degli spermi è altissima. Pensiamo alla fecondazione umana, gli uomini producono milioni di spermi per fecondare un solo uovo, una volta che sono stati introdotti nelle vie genitali femminili, gli spermi vengono uccisi dal sistema immunitario della femmina, che non li riconosce come cellule del corpo. Inoltre per loro è un’impresa titanica risalire l’utero e le tube, per arrivare vicino all’ovaia, dove avverrà la fecondazione, moltissimi altri spermi moriranno. Questo è lo stesso problema che devono affrontare le piante quando producono così tanti granuli pollinici per riuscire a fecondare un fiore di un altro individuo. Il problema è stato risolto dagli animali nello stesso modo delle piante, perché la legge probabilistica che governa il fenomeno è la stessa, quindi anche gli animali sfruttano la probabilità cumulata, ossia la funzione di ripartizione, per riuscire in un impresa quasi impossibile. I milioni di spermi che vengono prodotti e rilasciati rappresentano le singole prove ripetute, le frecce dell’arciere, insomma.
A questo punto un lettore accorto potrebbe obbiettare che in alcune specie di animali anche le femmine producono moltissime uova, questo è verissimo, ma il motivo di questo risiede nel fatto che le uova verranno poi rilasciate all’esterno del corpo della femmina. Il problema adesso, non è più la fecondazione, ma la sopravvivenza degli zigoti, problema che si risolve alla stessa maniera della fecondazione. La probabilità di sopravvivenza, infatti, è molto bassa, e questo obbliga a produrre una gran quantità di zigoti, affinché la probabilità cumulata di sopravvivenza cresca. Milioni di zigoti prodotti, affinché qualcuno sopravviva.
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