Perché gli organismi viventi preferiscono il sesso?

La notizia che vi riporto qui è ottima per un approfondimento sulla parte di programma riguardante la riproduzione!!! Allora forza leggete e...venite volontari!!!
I biologi che studiano l'evoluzione hanno sempre avuto difficoltà a rispondere a questa domanda: perché la riproduzione sessuale è così ampiamente diffusa nel mondo degli organismi viventi? Le specie che si riproducono asessualmente hanno sicuramente dei vantaggi. Infatti queste specie trasmettono alla progenie tutto il proprio DNA e non la metà, non si affaticano per accoppiarsi evitando ogni rischio di malattie sessualmente trasmissibili, tutti gli individui possono procreare aumentando così il potenziale riproduttivo di due volte rispetto alle specie che invece si riproducono sessualmente. In queste ultime infatti i sessi separati determinano un costo aggiuntivo notevole; si tratta di quello che gli inglesi chiamano "two-fold cost of males". I maschi partecipano in maniera minore al processo di riproduzione e la loro esistenza è, dal punto di vista evolutivo, un dispendio energetico notevole.
Basti ricordare che il "risparmio energetico", dimenticato da Homo sapiens sapiens, è un principio rigorosamente rispettato in natura. Nelle specie che si riproducono sessualmente quindi il mantenimento in vita dei maschi, i complessi comportamenti legati all'accoppiamento, l'avere solo metà individui capaci di procreare sono...diciamo così "notevoli sprechi energetici". Ma allora perché la maggior parte degli organismi viventi ha preferito la riproduzione sessuale?
La risposta è arrivata da un piccolo e simpatico vermiciattolo...di nome Caenorhabditis elegans!


Nematode worms (Caenorhabditis elegans). (Credit: Image courtesy of NASA)

Lo scorso novembre alcuni scienziati dell'università dell'Oregon negli Stati Uniti (Morran et al., 2009) hanno condotto esperimenti con questi piccoli vermi per rispondere a questa domanda. Gli scienziati hanno effettuato un centinaio di esperimenti di evoluzione in vitro seguendo 60 popolazioni diverse di questo verme cilindrico per 50 generazioni dopo averli sottoposti a condizioni ambientali particolari. I vermi sono stati sottoposti ad agenti mutageni, cioè sono stati cresciuti in un ambiente in cui il loro DNA era soggetto ad un elevato rischio di mutazione genetica, oppure sono stati messi a contatto con un agente patogeno, un batterio che provoca malattie in questi piccoli vermi.
Questi vermi cilindrici sono risultati ottimali per l'esperimento. Infatti C. elegans può riprodursi sia sessualmente che asessualmente e gli scienziati hanno modificato geneticamente alcuni di questi vermi creando delle popolazioni obbligate a riprodursi o sessualemente o asessualmente. Il comportamento delle due popolazioni create in laboratorio è stato poi confrontato con quello delle popolazioni naturali che possono "scegliere" tra i due tipi di riproduzione. Ebbene quando le condizioni ambientali sono diventate sfavorevoli e mutevoli, come nel caso del contatto con l'agente mutageno o il batterio patogeno, le popolazioni che potevano riprodursi sessualmente hanno dimostrato di potersi meglio adattare all'ambiente mutevole e quindi sopravvivere meglio alle avversità.
Grazie a questi esperimenti gli scienziati hanno dimostrato due importanti fenomeni:
1) la riproduzione sessuale è vantaggiosa per attutire l'effetto di mutazioni dannose che possono accumularsi nel DNA degli organismi che si riproducono asessualmente. Infatti nelle popolazioni che si riproducono asessualmente un numero maggiore di mutazioni si fissa nel DNA. Queste mutazioni possono più facilmente essere dannose in quanto arrivano prima in omozigosi, cioè gli organismi possono più facilmente avere tutte e due le copie del gene mutato, non essendo presente il mescolamento del DNA materno e paterno, come avviene invece nelle specie a riproduzione sessuale;
2) le specie che si riproducono sessualmente si adattano più velocemente a condizioni ambientali che cambiano. Nel caso in cui l'ambiente stia variando verso condizioni avverse questa maggiore adattabilità può voler dire la sopravvivenza della specie. La maggiore adattabilità delle specie a riproduzione sessuale è dovuta alla più elevata diversità genetica che si ottiene mescolando il DNA materno e paterno.

http://www.genomenewsnetwork.org/gnn_images/whats_a_genome/crossing_over.jpg
Scambio di parti di DNA tra cromosomi omologhi durante la meiosi (Crossing-over)

Per la prima volta questi scienziati hanno dimostrato sperimentalmente che la riproduzione sessuata, pur essendo dispendiosa dal punto di vista energetico, è fondamentale per l'evoluzione in quanto permette con più facilità la sopravvivenza e l'adattamento delle specie.
E allora viva il CROSSING-OVER!!!!!

Referenze
Morran L.T., Parmenter M.D., Phillips P.C. (2009) Mutation load and rapid adaptation favour outcrossing over self-fertilization. Nature 462: 350-352.

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)