Il dimorfismo sessuale, cioè la presenza di differenze morfologiche tra i maschi e le femmine della stessa specie è una condizione molto comune in natura e si verifica in molti gruppi animali e in alcune piante (Pikaia ne ha parlato qui e qui per esempio). I tipi comuni e di più facile identificazione di dimorfismo sessuale possono includere caratteristiche quali dimensioni del corpo, colore, caratteri ornamentali e differenze comportamentali. Il dimorfismo sessuale può essere poco evidente o estremamente vistoso e può essere la conseguenza dell’azione della selezione naturale, che impone pressioni selettive differenti ai maschi e alle femmine di una stessa specie a causa delle loro diverse funzioni (specializzazione dei sessi) oppure ne limita la competizione per le risorse. Più spesso, però, le differenze morfologiche tra individui di sesso diverso derivano dalla selezione sessuale che spinge alla competizione per i partner e all’evoluzione di complessi meccanismi di comunicazione per segnalare propria disponibilità all’accoppiamento e/o la propria qualità genetica/fenotipica.

Il dimorfismo sessuale ha implicazioni evolutive complesse: alcuni tipi di ornamenti o alcune combinazioni di colori, infatti, possono da un lato aumentare il successo riproduttivo favorendo l’accesso ai partner del sesso opposto, ma possono anche mettere a rischio la sopravvivenza degli individui se questo ornamento è visibile a destinatari involontari, come i predatori. Per ovviare a questi “inconvenienti” gli animali hanno sviluppato numerose strategie per mediare tra selezione sessuale e naturale: ad esempio, specie con vistose colorazioni in genere ritardano l’espressione di questo tratto fino alla maturità sessuale o fino a quando l’individuo è in grado di sostenere l’investimento energetico necessario nel mantenere tale caratteristica. Allo stesso modo, alcune specie possono nascondere per gran parte del tempo i segnali, come macchie di colore, penne e squame, e mostrarli selettivamente solo ai destinatari previsti nei momenti più opportuni. Di conseguenza, queste brevi segnalazioni attirano l’attenzione dei destinatari desiderati consentendo al tempo stesso a un organismo di limitare la quantità di tempo in cui sono visibili ai ricevitori non intenzionali. Quando la segnalazione implica una colorazione cospicua, un’altra soluzione è il cambiamento di colore dinamico: la capacità di un organismo, cioè, di attivare e disattivare un segnale colore in brevi periodi di tempo usando il controllo neurofisiologico o ormonale. Ad esempio, cefalopodi e camaleonti usano il controllo neurofisiologico per cambiare colore in un lasso di tempo rapidissimo (secondi o perfino millisecondi), invece nei rettili, nei pesci e negli anfibi anuri, il cambiamento di colore è regolato su base ormonale e si verifica in genere nel corso di ore o giorni. Sebbene questo fenomeno è tipicamente studiato nel contesto del camuffamento e della termoregolazione, il cambiamento di colore tra i sessi (dicromatismo sessuale Pikaia ne ha parlato qui) può essersi evoluto per scopi sociali attraverso la selezione sessuale.

Negli anfibi anuri (il gruppo che comprende rane e rospi) il dicromatismo è noto essere sia permanente, con maschi e femmine caratterizzati da colori differenti per l’intero corso della loro vita, oppure temporaneo, con i maschi che cambiano colore solo nel corso della stagione riproduttiva. Sebbene il dicromatismo temporaneo fosse già conosciuto in questi vertebrati, nessuno sapeva esattamente quante specie di rane mostrassero questo comportamento. Recentemente un gruppo di scienziati del Museo Nazionale di Storia Naturale Smithsonian (USA) e dell’Università Macquarie (Australia) ha pubblicato uno studio nel quale ha esaminato in dettaglio centinaia di specie e ha scoperto che i maschi di almeno 178 specie di rane subiscono un cambiamento di colore temporaneo durante la loro stagione riproduttiva, un numero molto più esteso di quanto si pensasse in precedenza.

Per identificare tutti i casi di cambiamenti temporanei di colore nelle rane maschi gli scienziati hanno esaminato una vasta gamma di foto di rane alla ricerca di prove di cambiamento di colore. Per valutare ciascuna specie, il team ha confrontato le foto dei maschi che erano impegnati in attività legate alla riproduzione foto di maschi al di fuori della stagione riproduttiva.

Il team ha valutato 2.146 specie di rana diverse e ha identificato 178 i cui maschi cambiano temporaneamente colore quando è il momento di riprodursi, e hanno notato che la maggior parte tendevano ad assumere una colorazione di un giallo brillante. Gli scienziati hanno notato inoltre che la maggior parte delle specie che mostra dicromatismo temporaneo sono specie che si riproducono in aggregazioni di individui, dove la colorazione distinta dei maschi può servire a migliorare le possibilità di accoppiamenti di successo.

La stagione riproduttiva in queste specie è spesso breve e frenetica, con centinaia di individui che si riuniscono in stagni o pozzanghere effimere, che possono essere utilizzate per deporre le uova solo per pochi giorni o settimane dopo una tempesta In tutto questo ‘pandemonio’, un colore brillante e specifico che segnala che un individuo è disponibile all’accoppiamento può aiutare le rane a individuare quali sono gli individui più adatti come partner riproduttivi. In questo senso i risultati della ricerca hanno evidenziato che il colore brillante dei maschi non serve ad attirare le potenziali compagne, ma agisce invece come un segnale per gli altri maschi. “È utile comunicare: “Sono un maschio, e ho la mia femmina – sta lontano da lei” o “Sono un altro maschio, non afferrarmi”, ha spiegato Rayna Bell, zoologa dello Smithsonian e coordinatrice del progetto. “È una soluzione innovativa per una delle tante sfide associate alla riproduzione.”

Ora che Bell e i suoi colleghi hanno documentato centinaia di esempi di rane che cambiano colore, resta molto da fare per determinare esattamente come e perché i maschi assumono i loro colori temporanei. Bell ha in programma di indagare le capacità visive delle diverse specie, per comprendere i colori assunti dai maschi possono dipendere dalle modalità di percezione delle femmine e dalla presenza di varie specie nei medesimi luoghi.


Riferimenti:

Bell R. C. et al. Breeding biology and the evolution of dynamic sexual dichromatism in frogs. Journal of Evolutionary Biology, 2017; DOI: 10.1111/jeb.13170.

Intervista: “This dance is taken: Hundreds of male frog species change colors around mating time.” 20 September 2017. News Releases, Smithsonian.

Immagine: Rayna Bell -IMGP4415, Credit da Ryan Lavery (Smithsonian) via Dropbox Business : Rana maschio di Litoria revelata in colorazione di esibizione. Il colore di base delle rane L. revelata è per lo più marrone, ma durante la stagione riproduttiva, il maschio cambia colore e può passare a un giallo evidente.