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Formiche evitano la riproduzione sessuata per proteggere i propri geni
La riproduzione sessuata può provocare notevoli conflitti fra i sessi e nellambito dei genomi. Un nuovo studio, pubblicato nelledizione di questo mese del giornale Nature, riporta un caso estremo
La riproduzione sessuata può provocare notevoli conflitti fra i sessi e nell'ambito dei genomi. Un nuovo studio, pubblicato nell'edizione di questo mese del giornale Nature, riporta un caso estremo di questo tipo di conflitti nella piccola formica Wasmannia auropunctata, che negli habitat tropicali è considerata un insetto invasivo.
Un gruppo di ricercatori di Belgio, Francia, Svizzera, Giappone e Nuova Caledonia ha scoperto nella formica un sistema di riproduzione particolare e unico nel regno animale: sia le regine che i maschi sono il risultato di una riproduzione per clonazione. Solo le operaie derivano dalla normale riproduzione sessuata fra le regine e i maschi. Ma queste operaie sono sterili.
La riproduzione sessuata è la forza predominante nella riproduzione degli animali e di numerose piante. Tuttavia, può provocare conflitti fra i sessi. Le caratteristiche che favoriscono il successo riproduttivo di un sesso possono ridurre la riuscita dell'altro: le femmine asessuate, ad esempio, non hanno bisogno di generare maschi per garantirsi la riproduzione futura. Nella maggior parte delle formiche, le femmine sono tipicamente il risultato di una riproduzione sessuata, mentre i maschi si sviluppano da uova non fecondate.
La riproduzione clonale o asessuata non è prerogativa delle piccole formiche del fuoco. Alcune specie di lucertole, ad esempio, generano le femmine mediante clonazione dalle femmine adulte. Tuttavia, quello che è unico in questa formica è che non solo le femmine si riproducono per clonazione, ma anche i maschi.
In un'apparente risposta a questo conflitto fra sessi, le analisi genetiche rivelano che i maschi ricorrono alla clonazione. Lo sperma del maschio sarebbe capace di distruggere il DNA della femmina dentro le uova fecondate, in modo che da queste nascano solo maschi, cloni del padre.
Le regine delle piccole formiche del fuoco producono quindi due tipi di uova; un tipo che porta l'intero patrimonio dei geni materni e che si sviluppa senza fecondazione nei futuri cloni della regina e un secondo gruppo che porta solo una parte dei cromosomi ed è fecondato con sperma da un maschio.
Di quest'ultimo gruppo di uova, la maggior parte si sviluppa in femmine operaie sterili. In alcune delle uova fecondate, tuttavia, i geni materni sono in qualche modo distrutti e le uova diventano cloni di formiche maschio.
La produzione clonale di maschi e regine a partire da individui dello stesso sesso comporta in effetti una completa separazione dei patrimoni genetici del maschio e della femmina. Il risultato è che sia i maschi che le femmine hanno propri patrimoni genetici indipendenti. Al riguardo, alcuni scienziati sono portati a considerare se ciascun genere dovrebbe essere tecnicamente classificato come specie a sé stante.
"Nella lotta evolutiva che oppone i sessi, le regine trasmettono tutti i loro geni alle femmine riproduttrici e i maschi combattono le regine eliminando il genoma femminile durante lo sviluppo sessuale della prole", afferma Denis Fournier dell'Università libera di Bruxelles (ULB), Belgio, ricercatore che ha guidato lo studio.
L'insolita strategia riproduttiva della formica è derivata probabilmente dal fatto che le regine cercavano di proteggere i propri geni mediante clonazione, ricorrendo alla riproduzione sessuata solo per generare operaie. Una strategia egoista adottata dalle femmine, in cui le regine trasmettono il 100 per cento del loro genoma e i maschi non sono essenziali per l'evoluzione della specie - essi partecipano solo geneticamente alla generazione di operaie sterili.
Ma i maschi della formica del fuoco non sembrano rassegnarsi al ruolo di meri spettatori dell'evoluzione e si difendono riproducendosi per clonazione per mantenere la loro discendenza genetica.
Il sistema biologico ha conservato solo i maschi affinché potessero essere prodotte diverse operaie sessuate e questo, a quanto pare, ha dato ai maschi il tempo di studiare un contrattacco trasformando alcune delle operaie in maschi. Gli scienziati ipotizzano che la diversità genetica in una colonia di formiche sia importante per la difesa contro i parassiti e per l'adattamento ai cambiamenti delle condizioni ambientali.
"Da un punto di vista evolutivo, questa scoperta mostra in concreto che la variabilità genetica è il vantaggio più importante della riproduzione sessuata e illustra la straordinaria immaginazione della natura - o delle formiche maschio - a reagire a questa strategia delle femmine", dichiara Denis Fournier.
Mentre i maschi e le femmine rimangono affiliati dalla produzione reciproca delle operaie, il conflitto sessuale fra i due potrebbe alla fine portare ciascun sesso a creare una propria specie. Il sistema può anche aiutare le formiche operaie a mantenere una diversità genetica quanto più elevata possibile dal momento che i loro geni provengono da due patrimoni che non si mischiamo da una generazione all'altra.
Per ulteriori informazioni rivolgersi a:
Arnaud ESTOUP
INRA Montpellier
Unité Mixte de Recherche INRA-CIRAD-ENSA-M-IRD "Centre de biologie et de gestion des populations"
Tel: +33 4 99 62 33 38
E-mail: estoup@ensam.inra.fr
Denis FOURNIER
Université Libre de Bruxelles
Bruxelles, Belgio
Tel: +32 2 650 44 97 -
E-mail: Denis.Fournier@ulb.ac.be
Pubblicazione e riferimenti con revisione tra pari:
"Clonal reproduction by males and females in the little fire ant"
Nature, vol. 435, n. 7046, 30 giugno 2005
Fonte: (05/07/2005)
Pubblicato in Ecologia e Ambiente
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