Signora, è maschio o femmina?
In un recente studio su Science, gli autori sostengono che i determinanti sessuali potrebbero sorgere in risposta a conflitti tra sessi. Questi si generano nel momento in cui certi tratti favoriscono uno dei due sessi danneggiando l’altro. Tuttavia, se l’espressione dei geni alla base di questi caratteri si limitasse al sesso che ne risulta avvantaggiato, il conflitto di risolverebbe.Soggetti preferenziali […]
In un recente studio su Science, gli autori sostengono che i determinanti sessuali potrebbero sorgere in risposta a conflitti tra sessi. Questi si generano nel momento in cui certi tratti favoriscono uno dei due sessi danneggiando l’altro. Tuttavia, se l’espressione dei geni alla base di questi caratteri si limitasse al sesso che ne risulta avvantaggiato, il conflitto di risolverebbe.
Soggetti preferenziali per questo studio sono stati i ciclidi del Lago Malawi, il terzo lago più grande d’Africa, collocato nella zona orientale del continente. Una caratteristica della radiazione di questi pesci è la pigmentazione dimorfica per tipi sessuali diversi. I maschi hanno infatti assunto colorazioni sgargianti, che consentono loro di “fare colpo” sulle femmine. Queste, al contrario, hanno colori spenti e variabili solo nelle tonalità del marrone, così da mimetizzarsi meglio con l’ambiente e sfuggire ai predatori.
Ma esiste un’importante eccezione: il fenotipo arancione maculato, che si riscontra solo nelle femmine che abitano il fondale roccioso. Questa colorazione è vantaggiosa perché consente loro di camuffarsi nell’ambiente circostante, eventualmente anch’esso maculato. Nei maschi è, al contrario, estremamente rara, in quanto distrugge la loro caratteristica livrea cerimoniale, riducendone la fitness (qui immagini di maschi e femmine maculati e wild tipe). Tale pigmentazione è determinata da una mutazione in cis nel gene Pax7, famigerato determinante dello sviluppo, che rende l’allele OB più espresso. Altra conseguenza è la presenza di melanofori (cellule pigmentate) in minor numero, ma più grossi. Questa situazione ricorda la regolazione negativa di Pax3 in zebrafish, che determina un fenotipo con melanofori in maggior numero, ma di minori dimensioni.
L’origine evolutiva della colorazione arancione maculata sembra essere unica per i ciclidi del Lago Malawi, contrariamente a quanto rilevato da altri gruppi. Le analisi condotte suggeriscono anche un’origine indipendente per lo stesso carattere riscontrato nel lago Victoria.
Esiste quindi un conflitto tra sessi generato dall’insorgenza di questa mutazione: le femmine si trovano avvantaggiate in quanto più mimetiche, ma i maschi vedono ridotta la loro fitness perché vengono rifiutati dalle “pescioline” per il loro “brutto” aspetto! Nell’articolo si suggerisce una possibile soluzione a questa contesa: la selezione dimorfica del tratto. Infatti, sembra che, in questi ciclidi, sia stata selezionata una forte associazione genetica tra il locus OB ed il determinante del sesso in linea femminile, W. In questo modo, è più molto più probabile che i pesci abbiano fenotipo arancione maculato solo se sono anche femmine, e quindi avvantaggiate dalla pigmentazione. Al contrario, i maschi con questa caratteristica (svantaggiosa) sono molto rari.
Così, la diffusione della combinazione OB-W nelle popolazioni può essere interpretata come l’evoluzione di un nuovo cromosoma sessuale determinata da un iniziale conflitto tra i sessi. Questo sistema OB-W è, infatti, dominante epistatico di un putativo locus XY ancestrale responsabile del meccanismo di determinazione del sesso in molti altri ciclidi del Malawi, il cui effetto viene invece in questo caso “nascosto” dalla presenza del gruppo OB-W.
Conflitti genetici di questo tipo potrebbero essere importanti per l’evoluzione di molti altri tratti e potrebbero aver così contribuito agli straordinari tassi di diversificazione e speciazione dei pesci ciclidi africani.
Ilaria Panzeri
Riferimenti:
Reade B. Roberts, Jennifer R. Ser, Thomas D. Kocher. Sexual conflict resolved by invasion of a novel sex determiner in Lake Malawi cichlid fishes. Science, DOI: 10.1126/science.1174705, 2009.
Soggetti preferenziali per questo studio sono stati i ciclidi del Lago Malawi, il terzo lago più grande d’Africa, collocato nella zona orientale del continente. Una caratteristica della radiazione di questi pesci è la pigmentazione dimorfica per tipi sessuali diversi. I maschi hanno infatti assunto colorazioni sgargianti, che consentono loro di “fare colpo” sulle femmine. Queste, al contrario, hanno colori spenti e variabili solo nelle tonalità del marrone, così da mimetizzarsi meglio con l’ambiente e sfuggire ai predatori.
Ma esiste un’importante eccezione: il fenotipo arancione maculato, che si riscontra solo nelle femmine che abitano il fondale roccioso. Questa colorazione è vantaggiosa perché consente loro di camuffarsi nell’ambiente circostante, eventualmente anch’esso maculato. Nei maschi è, al contrario, estremamente rara, in quanto distrugge la loro caratteristica livrea cerimoniale, riducendone la fitness (qui immagini di maschi e femmine maculati e wild tipe). Tale pigmentazione è determinata da una mutazione in cis nel gene Pax7, famigerato determinante dello sviluppo, che rende l’allele OB più espresso. Altra conseguenza è la presenza di melanofori (cellule pigmentate) in minor numero, ma più grossi. Questa situazione ricorda la regolazione negativa di Pax3 in zebrafish, che determina un fenotipo con melanofori in maggior numero, ma di minori dimensioni.
L’origine evolutiva della colorazione arancione maculata sembra essere unica per i ciclidi del Lago Malawi, contrariamente a quanto rilevato da altri gruppi. Le analisi condotte suggeriscono anche un’origine indipendente per lo stesso carattere riscontrato nel lago Victoria.
Esiste quindi un conflitto tra sessi generato dall’insorgenza di questa mutazione: le femmine si trovano avvantaggiate in quanto più mimetiche, ma i maschi vedono ridotta la loro fitness perché vengono rifiutati dalle “pescioline” per il loro “brutto” aspetto! Nell’articolo si suggerisce una possibile soluzione a questa contesa: la selezione dimorfica del tratto. Infatti, sembra che, in questi ciclidi, sia stata selezionata una forte associazione genetica tra il locus OB ed il determinante del sesso in linea femminile, W. In questo modo, è più molto più probabile che i pesci abbiano fenotipo arancione maculato solo se sono anche femmine, e quindi avvantaggiate dalla pigmentazione. Al contrario, i maschi con questa caratteristica (svantaggiosa) sono molto rari.
Così, la diffusione della combinazione OB-W nelle popolazioni può essere interpretata come l’evoluzione di un nuovo cromosoma sessuale determinata da un iniziale conflitto tra i sessi. Questo sistema OB-W è, infatti, dominante epistatico di un putativo locus XY ancestrale responsabile del meccanismo di determinazione del sesso in molti altri ciclidi del Malawi, il cui effetto viene invece in questo caso “nascosto” dalla presenza del gruppo OB-W.
Conflitti genetici di questo tipo potrebbero essere importanti per l’evoluzione di molti altri tratti e potrebbero aver così contribuito agli straordinari tassi di diversificazione e speciazione dei pesci ciclidi africani.
Ilaria Panzeri
Riferimenti:
Reade B. Roberts, Jennifer R. Ser, Thomas D. Kocher. Sexual conflict resolved by invasion of a novel sex determiner in Lake Malawi cichlid fishes. Science, DOI: 10.1126/science.1174705, 2009.
