Un po' di biologia evolutiva del sesso

Care ragazze e cari ragazzi è una delle storie più affascinanti della biologia, studiarla, capirla e approfondirla ci aiuterà anche a capire meglio la nostra specie. Si tratta dell'evoluzione della riproduzione sessuale: perché è così diffusa tra gli organismi viventi, perché molte specie spendono così tante energie nel realizzarla, qual è il suo significato evolutivo? I biologi che studiano l'evoluzione hanno da sempre cercato di spiegare il vantaggio adattativo della riproduzione sessuale (leggi anche Perché gli organismi viventi preferiscono il sesso?). La ricombinazione di patrimoni genetici diversi mediante il "crossing-over" che avviene durante la formazione dei gameti e il rimescolamento dei cromosomi omologhi generano variabilità genetica. La diversità è il motore stesso dell'evoluzione biologica e dell'adattamento delle specie a condizioni ambientali mutevoli. Diventa naturale collegare, quindi, l'ampia diffusione della riproduzione sessuale tra gli organismi viventi al vantaggio che essa porta in termini di aumento della variabilità genetica. Maggiore è la variabilità genetica di una specie, maggiore la sua adattabilità a condizioni ambientali mutevoli e maggiore il suo successo evolutivo. Tuttavia, non è così semplice come sembra. I biologi hanno studiato i comportamenti sessuali di molti organismi e hanno descritto una variabilità enorme di possibilità. È proprio da questi studi che prendiamo spunto per riflettere sulla sessualità con "occhio biologico"!

Immagine ripresa da Wikipedia - Autore: Magnus Kjaergaard
Un pesce pagliaccio del Mar Rosso (Amphiprion bicinctus) nuota indenne
tra i tentacoli dell'anemone magnifica (Heteractis magnifica)

Gli organismi ermafroditi ci permettono di arrivare a una prima conclusione. Si tratta di organismi, come le lumache, che hanno la possibilità di produrre sia gameti femminili che maschili. Pur avendo la potenzialità di autofecondarsi, l'evoluzione ha decisamente favorito l'affermarsi della fecondazione incrociata tra gli ermafroditi. Questo proprio perché è la fecondazione tra gameti provenienti da due diversi individui che aumenta la variabilità genetica. Nonostante, quindi, il vantaggio della riproduzione sessuale e dello scambio genico durante la formazione dei gameti, sia ancora sotto esame, è indubbio che gli organismi viventi investano molte energie nella riproduzione sessuale e quando gli organismi viventi spendono energia per portare a termine un processo significa che esiste un vantaggio nel farlo.
Una volta capito che la riproduzione sessuale è vantaggiosa dal punto di vista evolutivo, possiamo immaginare perché la selezione naturale abbia prodotto un'infinita variabilità di soluzioni diverse per la riproduzione sessuale. Ed è proprio questa variabilità biologica di comportamenti sessuali e strategie riproduttive che ci insegna molto. Vediamo cosa possiamo imparare!
In genetica esiste un fenomeno noto come "norma di reazione", un certo carattere fenotipico può esprimersi in maniera diversa a seconda delle condizioni ambientali. Due individui che hanno lo stesso DNA possono, cioè, avere caratteristiche morfologiche diverse in conseguenza di stimoli ambientali diversi. Questo fenomeno riguarda anche le caratteristiche sessuali. Consideriamo un primo esempio, quello del pesce pagliaccio ("Nemo", per capirci!). Le società di pesci pagliaccio sono matriarcali. C'è una femmina dominante che fa coppia con un maschio maturo. Alla morte della femmina, il maschio maturo cambia sesso, diventa una femmina e prende il posto della matriarca. È la situazione ambientale (mancanza della femmina dominante) che induce il compagno maschio a prendere il suo posto per continuare efficientemente la riproduzione sessuale.
Vediamo un altro esempio. Ci sono alcune specie di lucertole, coccodrilli e tartarughe che hanno una determinazione del sesso molto singolare. In Homo sapiens e in molte altre specie, il sesso biologico è determinato dai cromosomi sessuali. Nella nostra specie gli individui che hanno due cromosomi "XX" sono femmine, gli individui "XY" sono maschi. In alcuni rettili invece è la temperatura di incubazione delle uova che determina il sesso. Per esempio in alcuni coccodrilli temperature alte o basse causano lo sviluppo di femmine, mentre a temperature intermedie si sviluppano maschi. Dietro a questa dipendenza dalla temperatura c'è però un meccanismo genetico. Cioè, la presenza di certi geni e la temperatura esterna durante l'incubazione delle uova decidono se nasceranno maschi o femmine.
Questi esempi hanno fatto riflettere alcuni scienziati sul fatto che la determinazione del sesso non deve essere vista come rigida e immutabile. Dipende dai geni, sì, ma anche dall'ambiente e dall'interazione tra geni e ambiente. Insomma il sesso biologico non è qualcosa di statico e deterministico.

Immagine ripresa da Malin Ah-Kingcorresponding and Sören Nylin (2010)

Il sesso, inoltre, come ogni altro carattere biologico si evolve, cambia, si adatta alle condizioni ambientali mutevoli. È una straordinaria storia biologica. Anche nelle specie in cui esistono cromosomi sessuali, il fenotipo sessuale può essere determinato da fattori ambientali che agiscono durante lo sviluppo. Le caratteristiche sessuali sono plastiche come molti altri caratteri biologici. Come esiste un'ampia variabilità nel colore dei capelli, molti scienziati sostengono che esiste un'ampia variabilità di caratteri sessuali, non semplicemente un carattere "maschio" e un carattere "femmina". Il fatto che molti animali (anellidi, gamberetti, lumache, pesci) possano cambiare di sesso in funzione di stimoli sociali o ambientali non fa altro che confermare l'estrema plasticità delle caratteristiche sessuali. Maschio e femmina non sono categorie biologiche naturalmente rigide. C'è sovrapposizione tra le caratteristiche sessuali maschili e quelle femminili. Tutto ciò è naturale.
C'è un altro aspetto della sessualità che un occhio biologico ci insegna a considerare come naturale. Si tratta dell'omosessualità. Sono stati osservati comportamenti omosessuali in circa 1500 specie di animali. Un esempio ben documentato è quello dei delfini. Coppie di delfini maschio fanno sesso tra loro e possono rimanere insieme per tutta la vita. Gli etologi ci dicono che questo comportamento serve a consolidare le relazioni sociali tra delfini. Gli stessi delfini omosessuali hanno, tuttavia, anche rapporti sessuali con le femmine. Continuano, in questo modo, a collaborare alla riproduzione. È solo da poco più di venti anni che si parla di comportamenti omosessuali negli animali come un fenomeno naturale della sessualità e della socialità degli animali stessi.
Interessante a questo proposito è la storia dei pinguini di Adelia. Nel 1912 George Murray Levick, un esploratore che partecipò alla disastrosa missione di Robert Scott verso il polo Sud, rimase intrappolato per un'estate in Antartide e fu uno dei pochi sopravvissuti. Durante la sua permanenza forzata ebbe l'opportunità di osservare da vicino e quotidianamente una colonia di pinguini. Annotò minuziosamente le sue osservazioni sull'etologia di questi uccelli. Nel suo taccuino classificò alcuni dei comportamenti dei pinguini come "atti di depravazione", annotando che per questo motivo i suoi appunti non potevano essere letti da tutti. Soccorso da Amundsen e tornato in patria, scrisse un articolo omettendo alcuni particolari delle sue osservazioni. L'articolo, comunque, riportava i comportamenti omosessuali dei pinguini. Ebbene l'articolo, considerato scandaloso, circolò segretamente tra gli esperti e fu riscoperto e pubblicato solo un secolo dopo, nel 2012.
L'evoluzione della sessualità non è solo un'interessante storia biologica, ma ci permette di capire meglio anche noi stessi come specie appartenente al regno animale. Possiamo così comprendere molti comportamenti naturali negli animali e quindi in Homo sapiens.

Referenze

Lisa Signorile (2014) Il coccodrillo come fa. La vita sessuale degli animali. Codice Edizioni - Torino

Jules Howard (2013) Sex on Earth: A Celebration of Animal Reproduction. Bloomsbury - Sigma

Malin Ah-Kingcorresponding and Sören Nylin (2010) Sex in an Evolutionary Perspective: Just Another Reaction Norm Evolutionary Biology 37(4): 234-246 (doi: 10.1007/s11692-010-9101-8).

Aneil F. Agrawal (2006) Evolution of Sex: Why Do Organisms Shuffle Their Genotypes? Current Biology 16: R696-R704 (doi 10.1016/j.cub.2006.07.063).

Brian Charlesworth (2006) The Evolutionary Biology of Sex Current Biology 16: R693-R695 (doi 10.1016/j.cub.2006.08.023).

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it) - Pubblicato il 15 marzo 2023