Come si evolvono tratti complessi? Questa domanda ha angustiato per lungo tempo lo stesso Darwin. Se ci concentriamo sul sesso, esiste un’elegante spiegazione ipotizzata dalla teoria della selezione sessuale. L’idea è semplice nella sua genialità. Se a una femmina piace un tratto, per quanto complesso sia, esso verrà selezionato perché portato dal maschio con cui lei si accoppia. Esisterebbe così una coevoluzione tra preferenze femminili e tratti maschili. Comprendere però l’effettivo verificarsi di questi eventi è piuttosto complesso. Come quantificare la preferenza? Come tener conto dei rischi che le femmine compiono scegliendo maschi con caratteri così stravaganti?

Per queste ragioni pochi studi indagano la selezione sessuale e la codiversificazione tra gusti femminili e tratti maschili. Ancor meno sono coloro che analizzano particolari tratti, come gli attributi dello sperma. Ebbene sì, la variazione morfologica di questo carattere è notevole tra le diverse specie ed è correlata alla selezione post-copulatoria. Quando infatti le femmine si accoppiano con più maschi in uno stesso ciclo riproduttivo, l’architettura del tratto riproduttivo femminile può influenzare il successo maschile nella competizione per la fertilizzazione e di conseguenza generare una selezione a livello della forma dello sperma. Le femmine selezionano dunque anche il seme! Questo aspetto è più facilmente quantificabile rispetto ad una scelta “estetica”, dal momento che si può fare riferimento a parametri quantificabili e piuttosto stabili nel tempo, come le caratteristiche del tratto riproduttivo femminile.

Per questa ragione, diversi gruppi di ricerca si sono dedicati all’analisi comparativa di semi di organismi dei più disparati taxa alla ricerca di pattern di evoluzione morfologica correlata tra sperma e tratto riproduttivo femminile. Quattro ricercatori statunitensi si sono concentrati su 42 coleotteri della famiglia dei Ditiscidi e hanno osservato solo in questa famiglia moltissime variazioni che coinvolgono lunghezza, forma della testa, estensione del flagello e forme di coniugazione degli spermatozoi. Quest’ultima caratteristica è inusuale, benché tassonomicamente piuttosto diffusa, e consiste nell’unione fisica di due o più spermatozoi. I quattro ricercatori sono riusciti a mostrare evidenze di pattern di evoluzione correlata tra dimensioni del tratto femminile e caratteristiche spermatiche dei maschi.

Nonostante la competizione spermatica non sia comprovata nei coleotteri, esistono tuttavia alcune osservazioni a supporto: in alcune specie i maschi investono fino al 13% della massa corporea totale per la produzione spermatica, mostrano adattamenti comportamentali per la riduzione della competizione ed esistono evidenze di una vera e propria lotta agli armamenti tra maschi e femmine. Le “coleottere” hanno tratti riproduttivi simili a condotti, in cui lo sperma entra ed esce attraverso dotti separati. Quindi spermatozoi in grado di mantenere la propria posizione o eliminare lo sperma rivale potrebbero essere favoriti. Per questa ragione in questi organismi la coniugazione sembra essere importante dal momento che consente allo sperma di mantenere la posizione ottimale nel tratto riproduttivo femminile per la successiva fertilizzazione.

Sembra inoltre che sia il tratto riproduttivo femminile a dettare tempi e modi dell’evoluzione e non lo sperma maschile. Il carattere femminile cambia infatti in relazione ad altre pressioni selettive, diverse dalla selezione indotta dallo sperma. Per esempio fattori ecologici (come la distribuzione frammentaria dell’habitat o la disponibilità di partner maschili) possono risultare nella selezione di femmine in grado di mantenere più ampie riserve spermatiche e di discriminare il tipo di sperma immagazzinato. In alternativa, la fitness delle diverse varianti dei tratti femminili potrebbe essere abbastanza simile: ciò consentirebbe cambiamenti tanto rapidi da causare una risposta ritardata dello sperma alla variazione.

Le femmine dettano legge, ai maschi non resta che adeguarsi!

Ilaria Panzeri


Riferimenti
Higginson D. M., Miller K. B., Segraves K. A. e Pitnick S. Female Reproductive Tract Form Drives the Evolution of Complex Sperm Morfphology. PNAS, doi:10.1073/pnas.1111474109 (2012).

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