Il sesso non è l’unico modo per riprodursi: gli organismi procarioti – quindi, in realtà, la maggior parte degli esseri viventi – si riproducono per via asessuata, attraverso la scissione. Fra gli eucarioti, invece, è prevalsa la strategia della riproduzione sessuata, comparsa presto nella storia evolutiva e adottata, nelle sue diverse forme, dalla stragrande maggioranza degli organismi complessi. Vien da pensare che debba esserci, dietro questa “scelta” evolutiva, un evidente vantaggio. Ma la riproduzione sessuata rallenta la velocità di riproduzione di una popolazione, è incredibilmente costosa dal punto di vista dell’individuo, comporta moltissimi adattamenti collaterali… Insomma, si tratta di un vero e proprio rompicapo evolutivo, per il quale gli studiosi non hanno ancora saputo trovare una soluzione definitiva.

«Il sesso – spiega a Il Bo Live Gil Rosenthal, biologo evoluzionista e professore alla Texas A&M University – è uno dei più interessanti paradossi della teoria dell’evoluzione. In una prospettiva di breve periodo, infatti, la riproduzione asessuata è molto più vantaggiosa: una popolazione clonale composta soltanto da femmine, che si raddoppia a ogni generazione, cresce molto più velocemente di una popolazione composta per metà da femmine e per metà da maschi. La riproduzione sessuale comporta un alto costo ecologico, perché una popolazione clonale vincerà sempre su una popolazione sessuale, dal punto di vista della velocità riproduttiva».

La riproduzione asessuata, tuttavia, ha un grande inconveniente, che Rosenthal sottolinea: «Se nel “genitore” sorge una mutazione deleteria, in assenza di meccanismi di rimescolamento e selezione questa si diffonderà rapidamente nella popolazione. Uno dei principali vantaggi del sesso, infatti, consiste proprio nella sua funzione ricombinatoria, che rappresenta un importante meccanismo per evitare che eventuali mutazioni deleterie si diffondano nella popolazione».

La selezione sessuale, un motore dell’evoluzione biologica

Sebbene l’origine del sesso sia ancora avvolta dal mistero, l’emergere di questa strategia riproduttiva ha rappresentato una vera e propria rivoluzione dal punto di vista evolutivo. Nelle specie che si riproducono per via sessuale, questo carattere ha segnato profondamente il percorso evolutivo: in molti casi, infatti, la selezione sessuale si è sovrapposta alla selezione naturale, modificando anche profondamente lo sviluppo, la morfologia e il comportamento delle specie sessuate. «Quasi contemporaneamente all’emergere della riproduzione sessuata sorge anche il dimorfismo sessuale, cioè la differenza morfologica tra sessi», commenta il professore. «Anche in questo caso, le questioni irrisolte sono ancora molte: la domanda non è solo perché esista il sesso, ma anche per quali ragioni la riproduzione sessuata si realizzi proprio attraverso due sessi, e non un numero maggiore o minore di fenotipi diversi. In realtà, soprattutto tra gli invertebrati, le modalità in cui si attua la riproduzione sessuata sono moltissime. Ad esempio, si può avere riproduzione sessuata anche senza che si manifesti alcun dimorfismo: esistono microrganismi in cui la riproduzione sessuata avviene a partire da cellule identiche, con un semplice scambio di geni. Tuttavia possiamo notare, almeno tra gli organismi complessi, una generale convergenza verso lo schema basato sui due sessi, separati morfologicamente e funzionalmente. Un sesso, quello femminile, produce gameti grossi, pesanti, ricchi di nutrienti e immobili, mentre l’altro, il maschile, produce una grande quantità di cellule gametiche molto più piccole di quelle femminili e, soprattutto, mobili. Possiamo interpretare questo fenomeno in termini di selezione diversificante: ad essere favoriti dalla selezione, in questo caso, sono i fenotipi più distanti dalle caratteristiche intermedie della popolazione. Questo determina il progressivo accentuarsi della separazione tra i due sessi, che a poco a poco diversificano le loro funzioni: sorge così un dimorfismo dapprima cellulare, che poi arriva a coinvolgere anche i caratteri sessuali primari e secondari». Alla selezione sessuale si deve, nel mondo animale, un gran numero di adattamenti spettacolari: pensiamo alla notissima coda del pavone, ai palchi delle corna dei cervi o ai piumaggi sgargianti di moltissime specie di uccelli, oppure alle livree colorate di ragni, sirfidi e altri invertebrati. La selezione sessuale, tuttavia, non “agisce” soltanto sulla morfologia degli individui – perlopiù maschi – in competizione per l’accoppiamento. In molti casi, infatti, l’adattamento è di natura comportamentale.

Il maschio è l’artista, la femmina è il giudice

Le pratiche di corteggiamento sono molto diffuse in natura: danze, canti, costruzione di spettacolari alcove, rilascio di ormoni e profumi attraenti o ardue prove di forza tra maschi sono fenomeni che è possibile ammirare in moltissime specie di organismi eucarioti. Tra gli esempi più noti vi sono ballerini provetti come l’uccello del paradiso o il ragno Maratus volans, che in inglese è chiamato – non a caso – “ragno-pavone”; cantanti sorprendenti come l’uccello lira, che per conquistare la femmina la attrae imitando i suoni più disparati, dal canto di uccelli di specie diverse al click di una fotocamera; per non parlare delle abilità artistiche dei maschi di pesce palla giapponese. «Tali livelli di complessità sono il frutto di un lunghissimo processo di coevoluzione tra i maschi e le femmine di una stessa specie», specifica Gil Rosenthal. «Il processo di riproduzione sessuale è al tempo stesso cooperativo e conflittuale. Prendiamo in esame quanto accade sul piano microscopico: l’uovo e lo spermatozoo mettono in atto una complessa cooperazione per raggiungere l’obiettivo comune, che consiste nel generare un nuovo individuo che sia portatore tanto dei geni materni quanto di quelli paterni. D’altra parte, però, è evidente che non sempre gli interessi di maschio e femmina combaciano: l’individuo, in questo caso, cerca di sfruttare al massimo il proprio partner nel momento dell’accoppiamento, anche al costo di mettere in pericolo il futuro successo riproduttivo e la sopravvivenza del partner stesso. Questo scontro di interessi porta al conflitto sessuale: tra maschio e femmina vi è una continua lotta per le risorse, in cui ognuno mira ad assicurare solo il proprio successo riproduttivo, anche a spese del partner. È una continua corsa agli armamenti, che alimenta il conflitto tra maschi e femmine con costosi adattamenti da ambo le parti».

Una questione ancora aperta

Ed è proprio qui il mistero: sono molti, in natura, gli esempi di adattamenti frutto di selezione sessuale che si rivelano un ostacolo per la sopravvivenza dell’individuo. La riproduzione sessuale, cioè, sembra comportare in alcuni casi addirittura uno svantaggio dal punto di vista evolutivo: come spiegare, allora, la sua preponderanza in natura? «Dal punto di vista ecologico – riassume Rosenthal – il peggiore svantaggio causato dal ricorso al sesso è il costo di generare individui maschili, il che coincide con lo “spreco” – rispetto a una popolazione clonale – di circa la metà della popolazione. Inoltre, la coevoluzione antagonista tra maschi e femmine causa l’accumularsi di mutazioni e impedimenti che non si verificherebbero in assenza di questo conflitto. D’altra parte, la riproduzione sessuale ha un’importante funzione di filtro: se, grazie all’azione della competizione tra individui, riescono ad accoppiarsi solo gli individui più sani e forti, le mutazioni deleterie vengono eliminate con maggiore facilità e il processo di adattamento risulta più rapido. Non è ancora stato stabilito in maniera scientifica se la selezione sessuale abbia un effetto positivo o negativo non tanto per gli individui, quanto per le popolazioni. Gli argomenti teorici e gli esperimenti sostengono ora l’una ora l’altra teoria: le energie spese per la competizione, il corteggiamento e l’accoppiamento sono molte, e si tratta indubbiamente di energie sottratte alla riproduzione vera e propria. Bisogna accertare se, effettivamente, il gioco valga la candela: se, cioè, l’azione di controllo genetico garantita dalla riproduzione sessuata costituisca davvero, per la popolazione e per la specie, un vantaggio tale da meritare tutte le energie impiegate per mantenerla».

Pubblicato originariamente su Il Bo Live il 9 novembre 2021 Immagine in apertura: coppia di svassi Elio Pallard, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons