Quando i ruoli sessuali vengono rovesciati, alcune femmine sviluppano un pene

In molte specie, i maschi sviluppano tratti sessuali elaborati per attirare le femmine e dissuadere i potenziali maschi rivali attraverso la competizione. Alcuni esempi emblematici sono le straordinarie penne degli uccelli del pavone o del paradiso, o le corna minacciose dei maschi dominanti dei cervidi.

Ma come è determinato il ruolo di ciascun sesso in natura? Perché i maschi generalmente competono per l'accesso alle femmine?

I ricercatori credono che la risposta risieda in ciò che è noto come il Principio di Bateman, che suggerisce che la selezione sessuale agisce con maggiore intensità nel sesso che investe meno nella prole.

L'investimento dei genitori era proposto in 1972 dal biologo evoluzionista americano Robert Trivers come un fattore chiave che determina quale sesso è sottoposto a una maggiore pressione sessuale selettiva.

Secondo il principio Trivers e Bateman, la selezione sessuale è più forte nel sesso che assegna meno risorse all'investimento dei genitori. I costi associati alla produzione di spermatozoi (minuscoli) sono inferiori a quelli associati alla produzione di uova (grandi).

Ciò implica che i maschi possono produrre un numero molto più grande di gameti - le cellule che si uniscono durante il sesso - rispetto alle femmine, il che, a sua volta, comporta conseguenze importanti per differenze tra i sessi.

In generale, le femmine continuano a investire di più nella prole attraverso l'assistenza dei genitori, come l'incubazione, il nutrimento e la protezione. Quindi l'investimento dei genitori è di solito molto più elevato nelle femmine, ei maschi competono per ottenere l'accesso a loro.

Inversione del ruolo sessuale

Ma gli esempi di inversione del ruolo sessuale - quando le femmine competono più intensamente dei maschi per ottenere i compagni - non sono rari in natura. In alcuni casi, l'evoluzione di questo cosiddetto inversione di ruolo arriva con straordinari adattamenti.

Ci sono una varietà di esempi in natura in cui i maschi sono i caregivers o le femmine competono per l'accesso ai compagni.

Gli esempi includono il Jacana uccelli acquatici, in Nuova Zelanda kiwi uccelli, il tinamou uccelli originari dell'America centrale e del Sud e alcune specie di uccelli costieri.

Quindi, ci sono cavallucci marini, tra cui i maschi rimangono incinti e portano la prole durante lo sviluppo; anfibi come alcune specie di rane del genere Dendrobates e; mammiferi come l'africano topi antilope (Damaliscus lunatus).
Un processo sorprendente per quanto riguarda i cambiamenti fisiologici associati all'inversione del ruolo sessuale si trova nei pesci, come l'orata ermafrodita della testa d'oro (Sparus aurata). Tutti gli individui sono maschi quando si schiudono ma, quando raggiungono una certa età, possono diventare femmine, a seconda del peso, degli ormoni e dei fattori sociali.

La natura spinge i confini

La morfologia genitale è una delle più diversificata e in rapida evoluzione caratteristiche degli animali con riproduzione sessuale.

Nelle specie con ruoli sessuali tradizionali, una forte selezione dovuta ad un'intensa competizione sessuale ha generalmente dato forma a genitali più complessi nei maschi che nelle femmine.

I maschi mostrano frequentemente adattamenti nei genitali o negli eiaculati (per esempio, riguardo alle proteine ​​del liquido seminale) per migliorare il trasferimento degli spermatozoi, stimolare l'assorbimento di spermatozoi da parte della femmina o per superare i concorrenti. In alcune specie, come in alcune damselflies, i maschi addirittura rimuovono lo sperma trasferito alla femmina dai precedenti maschi.

Ma, come con quasi tutto in natura, ci sono delle eccezioni che dimostrano comunemente i processi evolutivi sottostanti i modelli generali.

Tra i vertebrati, le femmine della iena maculata (Crocuta crocuta) hanno sviluppato una struttura pseudo-pene. Questo è il risultato di un allungamento del clitoride dovuto a una spinta ormonale durante lo stadio finale dello sviluppo del cucciolo.

Questa struttura, che sporge di parecchi centimetri dal corpo della femmina ed è molto stretta, rende più difficile ottenere copulazioni di successo da parte dei maschi e dare alla luce femmine. Sebbene i loro genitali siano di sesso femminile, sono di forma maschile.

Ma un altro notevole esempio, che costituisce un enorme passo avanti verso la comprensione delle pressioni selettive che agiscono sui sessi, è stato osservato di recente in grotta insetti del genere neotrogla.

In questa specie, i maschi non hanno un organo intromittente o simile a un pene e le femmine hanno sviluppato una struttura simile al pene (chiamata ginosoma), che viene utilizzata penetrare nel corpo dei maschi per raccogliere i cosiddetti spermatofori.

Comunemente utilizzato da molte specie di invertebrati ma anche da alcuni vertebrati come tritoni e salamandre, gli spermatofori sono capsule contenenti spermatozoi. Nel caso straordinario di neotrogla, le femmine stanno estraendo lo sperma dal corpo maschile usando il loro innovativo ed esclusivo organo simile al pene. Questo organo ha spine che permettono alle femmine di afferrare e tenere compagni dall'interno.

Cosa porta allo sviluppo di questa struttura? La risposta è semplice: competizione sessuale e conflitto sessuale sul liquido seminale.

neotrogla Abitare grotte dove l'acqua e le risorse alimentari sono molto scarse. In queste condizioni, la competizione per ottenere liquido seminale è feroce; e le femmine si sforzano di accoppiarsi. Una volta che una femmina trova un maschio, il ginosoma consente una copulazione prolungata ancorandola al maschio.

Non stereotipo

La natura ci fornisce un diluvio di modelli di accoppiamento comuni, ma anche con eccezioni. Queste eccezioni migliorano la nostra conoscenza di come funzionano la natura e l'evoluzione.

Gli stereotipi sessuali non sono universali come tradizionalmente pensato. Invece, il modo in cui si comporta ogni sesso dipende da diversi fattori come le asimmetrie nell'investimento dei genitori, il rapporto tra i sessi o la disponibilità dei compagni.

Quindi la prossima volta che vedi un animale con quello che sembra essere un organo sessuale intromittente, non dare per scontato che sia un maschio.

Riguardo agli Autori

Eduardo Rodriguez-Exposito, studente di dottorato. Dipartimento di Etologia e Conservazione della Biodiversità, Consiglio Nazionale delle Ricerche spagnolo

Paco Garcia-Gonzalez Ramon & Cajal Researcher, Consiglio spagnolo di ricerca scientifica CSIC

Questo articolo è originariamente apparso su The Conversation

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