Sebbene i ricercatori siano a conoscenza di questa capacità in alcuni animali sin dal 1850, sta solo diventando evidente come queste informazioni possano aiutarci a comprendere meglio le malattie, le cellule staminali e la riproduzione umana. È improbabile che gli esseri umani interrompano i loro cicli riproduttivi, ma molti animali si sono dimostrati capaci di farlo utilizzando un processo chiamato “diapausa embrionale” per favorire un esito positivo della loro gravidanza. Avere una solida comprensione del perché e del come i mammiferi interrompono le loro gravidanze è fondamentale per la nostra comprensione di come creare bambini vitali nella riproduzione umana, in particolare la fecondazione in vitro (fecondazione in vitro).
Perché e come alcuni animali interrompono la gravidanza varia
La diapausa embrionale ritarda il parto per alcuni animali femmine. La ragione di ciò è attendere che i segni fisiologici corretti mostrino un esito riproduttivo favorevole. Fino ad allora, gli embrioni di blastocisti sono dormienti. Affinché una gravidanza inizi nel momento in cui la maggior parte delle specie entra in diapausa, la specie deve esserne informata entro i primi cinque giorni dopo il concepimento. Nonostante la sua rarità, molte madri animali sono in grado di raggiungere questo obiettivo.
Ci sono due modi principali in cui gli animali lo fanno
Una strategia è quella di rimanere di nuovo incinta il più rapidamente possibile dopo il parto, nel caso qualcosa vada storto con il/i neonato/i. Lo stress e gli ormoni legati alla lattazione bloccano la nuova gravidanza per tutta la durata del processo di allattamento. Dopo che i bambini se ne sono andati, la gravidanza continua. Questo è noto come diapausa facoltativa.
In secondo luogo, si pratica spesso l’attesa del periodo ottimale per concepire, che spesso coincide con il mutare delle stagioni. Le fluttuazioni stagionali della durata della luce diurna fanno sì che la diapausa obbligatoria inizi e termini nei momenti appropriati. Esistono variazioni significative nella durata della diapausa nonostante il fatto che la diapausa obbligata esista in un’ampia gamma di specie in molti raggruppamenti diversi. Questo è noto come diapausa obbligata.
Più di 130 specie animali hanno dimostrato di mettere in pausa le loro gravidanze. Immergiamoci in cinque di questi animali qui sotto!
Orsi polari
Gli orsi polari sono in grado di conservare le uova fecondate fino a quando non sono pronte per continuare la gravidanza.
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Per i mammiferi che sopravvivono agli inverni più rigidi della Terra, non esiste una stagione ottimale per produrre figli. Le femmine di orso polare possono conservare le uova fecondate finché non sono pronte per continuare la gravidanza. Negli orsi polari, il periodo di gestazione dura circa otto mesi. Le femmine trovano i compagni migliori tra la fine di marzo e l’inizio di giugno, quindi danno alla luce da uno a tre cuccioli a novembre o dicembre. Le femmine danno alla luce i loro cuccioli nelle loro tane invernali. Produce latte dal suo grasso corporeo fino ad allora. Le madri polari possono programmare l’emergenza dei loro cuccioli in modo che coincidano con il clima migliore per il cibo, ma devono comunque affrontare un arduo viaggio verso la maturità sessuale.
Nell’Artico e nel subartico, molti grandi predatori, come lupi e orsi polari maschi adulti, cacciano prede facili tutto l’anno. Queste madri di orsi polari dimostrano che non esiste un momento “perfetto” per rimanere incinta. Tuttavia, i loro corpi conservano gli embrioni fino al momento ideale per migliorare il tasso di successo.
Foche
Le foche grigie sono in grado di programmare la loro gravidanza a seconda della temperatura dell’acqua.
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Le foche possono ritardare la gravidanza per partorire in condizioni ottimali. La maggior parte delle specie di foche si accoppia entro poche settimane dalla stagione riproduttiva. I tori hanno stabilito territori e molte femmine vengono raccolte, quindi il momento è perfetto. Tuttavia, poiché il periodo di gestazione è solitamente inferiore a un anno, il parto semplicemente non corrisponderebbe alla stagione riproduttiva e al clima ottimale per l’anno successivo. Pertanto, la diapausa embrionale li aiuta a ritardare la gravidanza in modo che possano partorire al momento giusto.
Il tipo di specie, l’habitat e la salute della madre determinano la durata della diapausa embrionale. I segnali ambientali controllano i tempi di impianto. La maggior parte delle specie si impianta a seconda del fotoperiodo, tuttavia, le foche grigie programmano le loro gravidanze in base alla temperatura dell’acqua. Ritardare l’impianto dell’embrione consente alle madri di sopportare condizioni difficili come la fame o il maltempo.
Roditori
I topi sono solo uno dei numerosi roditori che sono in grado di utilizzare con successo la diapausa per ritardare la gravidanza.
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In natura, gli embrioni di alcune specie di roditori aspettano di impiantarsi fino a quando il corpo della madre non ha sufficienti riserve di cibo ed energia. A causa della fame o di altri stress, l’embrione entra in un periodo dormiente. Questa misura è presa per assicurarsi che continuino ad esistere. Topi e altri roditori vanno in diapausa o ritardano l’impianto quando la vita è particolarmente impegnativa. Ciò è dovuto a fattori tra cui la mancanza di cibo, l’accumulo di grasso inadeguato della madre o fratelli maggiori che non sono stati svezzati. Questo può variare in base alla specie e all’ambiente circostante.
I topi che vengono tenuti come animali domestici o nei laboratori in genere hanno esiti migliori alla nascita perché il loro ambiente di vita è più controllato. Con questa strategia, la natura ha dato alla madre più potere sulle circostanze della nascita. Le prime cellule staminali sono state effettivamente scoperte dagli scienziati in un embrione di topo durante la diapausa, quando il ciclo cellulare dell’embrione era in pausa.
Armadilli
Gli armadilli a nove bande possono sospendere la gravidanza fino a due anni.
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L’armadillo a nove bande è molto abile nella regolazione della popolazione. Le femmine gravide sono in grado di sospendere lo sviluppo embrionale fino a due anni in risposta a stress ambientali estremi. L’impianto dell’embrione nella parete uterina è ritardato di tre o quattro mesi negli armadilli. Questo, oltre al periodo medio di cinque mesi di rapida crescita durante la gravidanza, significa che il tempo medio alla nascita è di circa nove mesi.
Si stima che un ritardo appena rilevato aggiunga altri 12-24 mesi alla durata prevista della gravidanza negli armadilli. Tuttavia, non tutti gli armadilli femmine gravide hanno parto ritardato. Quando le femmine vengono scoperte nel tardo autunno o in inverno, il consueto ritardo di tre o quattro mesi tra la fecondazione e l’impianto è quasi giunto al termine. Ciò aumenta la possibilità di tali eventi. È possibile che gli ormoni dello stress possano bloccare l’impianto anche per loro.
Marsupiali
In quanto marsupiali, i canguri possono utilizzare la diapausa per ritardare la gravidanza fino a undici mesi.
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Mentre è noto che i canguri e i wallaby femminili utilizzano entrambi gli uteri durante la gravidanza. La gravidanza marsupiale è caratterizzata da una breve durata della gestazione e da un prolungato periodo di allattamento. Ma forzando una diapausa embrionale, un periodo di arresto dello sviluppo, la gravidanza può essere estesa a 11 mesi.
Nei canguri e nei wallaby, gli ormoni melatonina e prolattina sono coinvolti nella modulazione dell’influenza delle variabili lattazionali e stagionali sulla diapausa. Durante la fine della gravidanza, nota come parto, i marsupiali sembrano essere mammiferi abbastanza standard, che richiedono gli stessi segnali comportamentali e fisiologici di qualsiasi altro mammifero per partorire una prole sana.
La diapausa ha insegnato molto agli esseri umani
Sulla base di anni di osservazioni e prove empiriche, scienziati e accademici ritengono che tutti i mammiferi, compreso l’uomo, condividano un’antica caratteristica embrionale. Fino a poco tempo fa, non era chiaro quali animali utilizzassero la diapausa e come la gravidanza fosse interrotta. Questo meccanismo affascina gli scienziati e ci aiuta a comprendere i processi riproduttivi di base in tutti i mammiferi. Comprendere la diapausa può semplificare il trapianto e la crescita di embrioni.
La diapausa può persino migliorare le cellule staminali e creare nuovi trattamenti contro il cancro. Ad esempio, gli scienziati hanno rilevato cellule staminali negli embrioni di topo in diapausa. Le cellule staminali assomigliano anche a embrioni in diapausa. La comprensione della diapausa molecolare potrebbe portare a marcatori per le cellule staminali tumorali, che si ritiene causino la diffusione del cancro o nuovi farmaci per inibire la moltiplicazione cellulare.
