La Riproduzione dei Coralli

Un breve cenno sull’anatomia dei polipi di coralli duri..

Il polipo maturo di un’acropora può occupare la posizione di polipo assiale (quello che si trova sulla sommità di ogni ramo) oppure quella del polipo radiale (piccoli cilindri disposti ai lati dei rami e collegati al polipo assiale.

La struttura esterna e circolare del polipo è la bocca, che poi si apre nella cavità detta celenteron. La cavità interna di ogni polipo è connessa agli altri tramite un’intricata rete di canali che penetrano all’interno di uno scheletro molto poroso.

Schematica rappresentazione di un polipo e dei collegamenti attraverso i sottili tubi che penetrano nello scheletro.

Tutta la superficie dello scheletro che contiene il polipo è ricoperto da uno strato continuo di epitelio. Ogni polipo ha inoltre 12 polipi estroflessi verso l’esterno e 12 mesenteri all’interno del celenteron, posizionati di 6 coppie disposte a raggiera; di questi mesenteri alcuni sono completi e attaccati al muscolo che forma la bocca, mentre altri sono incompleti. Le gonadi si sviluppano solo in quelli completi.

Sezione di polipo con raffigurazione delle coppie di mesenteri.

Il sito di sviluppo dei gameti si chiama gonade, ma i coralli non hanno dei veri e propri organi sessuali. Le gonadi si sviluppano una o due volte all’anno e solo nei polipi maturi all’interno dei filamenti del mesentere.

La maturazione delle gonadi inizia con la migrazione delle cellule germinali primordiali dal gastroderma alla mesoglea.

Tutti i coralli sono ermafroditi e le gonadi femminili e maschili si formano nello stesso polipo, ma sempre in mesenteri diversi.

Due sezioni di polipo radiale, con inizio di evoluzione di oociti (A) e oociti arrivati a fine      maturazione (B)

Gonadi femminili: lo sviluppo necessita di 8-10 mesi, durante i quali il numero di oociti può anche diminuire. Appaiono come strutture singole di grosse dimensioni che si sviluppano nelle coppie di mesenteri 1 e 2.

Gonadi maschili: i testicoli si sviluppano sui mesenteri 3 e 4. All’inizio appaiono con piccoli filamenti trasparenti e poi si evolvono in strutture opache nei quali gli spermatozoi si dispongono a raggiera.

La forma degli spermatozoi è variabile in base alla specie, ma tutti hanno delle caratteristiche in comune: tutti presentano un nucleo nella parte anteriore, mentre posteriormente presentano vacuoli, lamelle e, in ultimo, la coda.

Rappresentazione schematica delle caratteristiche base di uno spermatozoo di acropora.

La riproduzione sessuata dei coralli duri

Si conoscono due modalità di riproduzione nei coralli duri:

1. rilascio simultaneo dei gameti maschili e femminili, conseguente fertilizzazione in acqua e formazione di larve pelagiche che si spostano con le correnti;
2. rilascio dei soli gameti maschili che poi fertilizzano quelli femminili ancora contenuti nei polipi; in questo caso la fecondazione e la formazione delle larve che vengono rilasciate solo dopo mesi.
   Questo meccanismo di fecondazione è riportato principalmente per il genere Isopora e meno per le Acropore, quindi è meno conosciuto rispetto all’altro.

Rappresentazione del ciclo vitale delle acropore che si riproducono con il primo metodo.
A, fertilizzazione esterna tra cellula uovo e spermatozoo di diverse colonie; B, C, D, embrione di 2, 4, 8 cellule; E, stadio di blastula; F planula al primo stadio di sviluppo; G, planula; H nuovo polipo che inizia la genesi dello scheletro; I, inizio della formazione dei rami; J, colonia matura; K, rilascio di gameti solitamente una volta all’anno.

Rappresentazione del ciclo vitale delle acropore che si riproducono con il secondo metodo. A, fertilizzazione all’interno del polipo tra gamete interno e spermatozoo proveniente da altra colonia; B, C, D, embrioni con 2, 4, 8 cellule; E, stadio di blastula; F, planula al primo stadio di sviluppo; G, planula matura che viene rilasciata dal polipo; H nuovo polipo che inizia la genesi dello scheletro; I, inizio della formazione dei rami; J, colonia matura; K, rilascio di soli spermatozoi nell’ambiente; K’, spermatozoi di un’altra colonia entrano nel polipo per la fecondazione; K”, il polipo rilascia la planula matura.

Il rilascio dei gameti da parte dei polipi avviene sotto forma di piccoli “fagottini” oleosi che tendono a galleggiare sulla superficie dell’acqua e che contengono tutti i gameti prodotti.

Ogni colonia tende ad avere un comportamento tipico per il rilascio di questi fagotti: infatti questi vengono trattenuti nei pressi della bocca per un periodo che va da qualche minuto a qualche ora per poi essere rilasciati tutti insieme.

Piccoli agglomerati di gameti prossimi all’espulsione.

La fertilizzazione vera e propria inizia solo quando la superficie dei fagotti si rompe rilasciando tutto in acqua. L’autofecondazione può avvenire ma è molto rara. La concentrazione di gameti rimane elevata per 8 ore dopo il rilascio.

L’embriogenesi richiede molte ore e solo dopo 4-5 giorni si ottiene una planula matura e competente.

Nelle specie che presentano il secondo metodo di riproduzione la planulazione è molto lenta, spesso richiede mesi e il rilascio avviene spesso poco tempo prima la riproduzione successiva.

La produzione di gameti avviene sia nei coralliti assiali che in quelli radiali; normalmente però i coralliti assiali producono meno o nessun oocita perchè tutta la loro energia è concentrata nella crescita.

Questa regola non  applicabile per quelle specie di acropore che hanno coralliti assiali molto prominenti e coralliti assiali scarsi e piccoli (come A, suharsonoi o A. granulosa).

Visto che molte specie di coralli producono contemporaneamente entrambi i gameti la possibilità di un’ibridazione tra specie diverse è possibile. Le prove di laboratorio hanno dimostrato che specie ibride possono evolvere senza problemi fino allo stadio di planula e poi formare nuovi organismi vitali.

L’ibridazione può portare a risultati variabili e opposti, come l’estinzione, la produzione di un ibrido sterile o non vitali, oppure l’evoluzione delle specie.

Riproduzione asessuata dei coralli duri

In natura la riproduzione asessuata dei coralli consiste nella rottura di alcuni rami e dello spostamento di questi in seguito a fenomeni fisici come i cicloni. Questi rami trasportati dalla corrente possono ricominciare a crescere per poi formare una nuova colonia.

La frequenza con cui tutto ciò accade è legata alla morfologia della colonia: le colonie formate da rami distanziati e crescita irregolari tendono ad andare incontro a rottura con maggiore frequenza rispetto a colonie compatte e con crescita regolare.

Riproduzione dei coralli molli

Nella maggior parte degli octocoralli le strutture riproduttive femminili e maschili sono localizzate su colonie diverse che fungono da maschio e da femmina; questo tipo di riproduzione è denominata gonocorica.

Alcune specie di xenia però risultano essere ermafrodite.
Ci sono 3 modalità di riproduzione negli octocoralli:

1. rilascio di spermatozoi e cellule uovo in grandi quantità
2. mantenimento delle larve all’interno dei polipi
3. mantenimento delle larve sulla superficie esterna del polipo.

Gli alcionidi e alcune gorgonie rilasciano spermatozoi e cellule uovo nell’acqua, dove poi avviene la fertilizzazione. Il rilascio dei gameti è influenzato dalle fasi lunari e dalla temperatura dell’acqua. Le larve si sviluppano in acqua e rimangono pelagiche per settimane-mesi, fino al momento della metamorfosi in polipo fondatore.

Larve di Lobophyton.

Molte gorgonie e il corallo Clavularia rilasciano solo gli spermatozoi. Nel caso dello sviluppo interno gli spermatozoi entrano nei polipi e solo poche cellule uovo vengono fecondate; le planule vengono rilasciate settimane-mesi dopo quando sono già mature per la metamorfosi. Nel caso dello sviluppo esterno le uova vengono fecondate e poi il loro sviluppo avviene sulla superficie esterna del corallo, invischiate nel muco della colonia madre.

Dopo la fase planctonica la larva matura ricerca un substrato per lo sviluppo; la localizzazione è dipendente dalle correnti e dall’illuminazione. Alcune specie preferiscono le alghe calcaree come supporto, mentre altre prediligono le rocce. Quando il substrato è stato scelto la larva vi aderisce e inizia la metamorfosi in polipo.

Sviluppo iniziale di una colonia di Lobophyton: A, B, foto dei polipi fondatori; C stadi iniziali della formazione della colonia.

Dopo la formazione del polipo, che impiega qualche giorno, vengono assunte le zooxantelle tramite la bocca; queste alghe non vengono digerite ma inglobate nei tessuti.
Da questo momento in poi ha inizio la formazione del corallo.

Riproduzione asessuata dei coralli molli

La riproduzione asessuata è molto semplice ed è la più frequente anche in natura.
Le modalità con cui può avvenire sono:

1. formazione di stoloni a distanza che, a formazione completa delle colonie, spariscono;
2. frammentazione o scissione, da cui originano due o più colonie separate;
3. formazione di piccoli “germogli” per gemmazione sulla superficie del corallo che poi si staccano dalla colonia madre.

Meccanismi di riproduzione asessuata dei coralli molli. A, formazione di polipi figli tramite stoloni; B, scissione di una colonia; C, gemmazione.

Per approfondimenti:

1. “Corals of the world”
2. “Soft corals and sea fans”
3. “Staghorn Acropora of the world”
4. “Aquarium corals”