Determinazione del sesso: Più complicato di quanto si pensava

Da qualcosa di piccolo e complesso come un cromosoma a qualcosa di apparentemente semplice come il clima, i sistemi di determinazione del sesso variano notevolmente in tutto il regno animale. Il biologo e professore Aaron Reedy ci mostra le sorprendenti differenze tra le specie quando si tratta di determinazione del sesso.

Lezione di Aaron Reedy, animazione di BuzzCo (http://buzzzco.com).

(Musica)

Mia moglie è incinta del nostro primo figlio,

e quando la gente la vede con il pancione,

la prima cosa che quasi tutti chiedono

è: "È un maschio o una femmina?"

Ci sono alcune ipotesi dietro a questa domanda

che diamo per scontate a causa della nostra conoscenza della biologia umana.

Per i neonati umani, diamo per scontato che ci sia una possibilità del 50%

che sia maschio o femmina.

Ma perché è così?

Bene, la risposta dipende dal sistema
di determinazione del sesso

che si è evoluto per la nostra specie.

Per la maggior parte dei mammiferi,

il sesso della prole è determinato geneticamente

con il sistema di cromosomi XY.

I mammiferi hanno una coppia di cromosomi sessuali,

uno ereditato dalla madre e uno dal padre.

Due X ci danno una femmina,

e X e Y insieme ci danno un maschio.

Poiché le femmine formano solo ovuli che contengono X,

e i maschi formano spermatozoi
che ne contengono entrambi,

il sesso è determinato dal padre

e la possibilità di generare un maschio o una femmina
è del 50%.

Questo sistema ha funzionato bene per i mammiferi,

ma lungo l'albero della vita possiamo vedere altri sistemi

che hanno funzionato altrettanto bene per altri animali.

Ci sono gruppi di animali che hanno anche la determinazione genetica del sesso,

ma i loro sistemi possono essere molto diversi dai nostri.

Gli uccelli e alcuni rettili hanno il sesso
determinato geneticamente,

ma invece di essere determinato dal padre,

è determinato dalla madre.

In questi gruppi, due cromosomi sessuali Z

generno un maschio, quindi i maschi
hanno solo Z da dare.

Tuttavia, in questi animali,

un cromosoma Z e uno W insieme,

in coppia, generano una femmina.

In questo sistema, la possibilità di maschio o femmina
è ancora del 50%,

dipende se la madre mette una Z o una W

nel suo uovo.

Certi gruppi hanno portato la determinazione
genetica del sesso

in direzioni completamente diverse.

Le formiche, per esempio, hanno uno
dei sistemi più interessanti

per la determinazione del sesso, e quindi se sei
una formica maschio,

non hai un padre.

In una colonia di formiche, ci sono drammatiche
divisioni del lavoro.

Ci sono soldati che difendono la colonia,

operaie che raccolgono cibo, puliscono il formicaio e si prendono cura delle più giovani,

e ci sono una regina e un piccolo gruppo di maschi riproduttori.

Ora, la regina si accoppia e poi conserva
lo sperma del maschio.

Ed è qui che il sistema diventa veramente interessante.

Se la regina usa lo sperma conservato
per fecondare un uovo,

questo crescerà fino a diventare una femmina.

Tuttavia, se depone l'uovo e non lo fertilizza,

questo continuerà a crescere fino a diventare una formica,

ma sarà sempre un maschio.

Come vedete, per le formiche maschio
avere un padre è impossibile.

Ed è così che vivono le formiche maschio,

con una sola copia di ogni gene,

simile a una cellula riproduttiva che cammina.

Questo sistema è chiamato aplodiploidia,

e lo vediamo non solo nelle formiche,

ma anche in altri insetti altamente sociali,
come le api e le vespe.

Dato che il nostro sesso è determinato dai geni,

e sappiamo che il sesso di questi altri animali viene determinato dai geni,

è facile presumere che per tutti gli animali

il sesso delle prole debba essere
determinato dalla genetica.

Tuttavia, per alcuni animali, la questione se saranno
maschio o femmina

non ha assolutamente nulla a che fare con i geni,

e può dipendere da fattori come il clima.

E' il caso degli alligatori e della maggior parte delle tartarughe.

In questi animali, Il sesso dell'embrione in un uovo in fase di sviluppo

è determinato dalla temperatura.

In queste specie, il sesso del nascituro non è ancora determinato quando l'uovo è deposto,

e rimane indeterminato fino al raggiungimento della metà del periodo

necessario allo sviluppo, quando si arriva a un momento cruciale.

E durante questo periodo, il sesso è completamente determinato

dalla temperatura del nido.

Nella tartaruga palustre dipinta, ad esempio,

le temperature superiori alla temperatura critica

produrranno femmine all'interno delle uova,

e le basse temperature daranno origine ai maschi.

Non sono sicuro di come si sia arrivati a questo,

ma per quanto riguarda la tartaruga palustre dipinta,

ricordate che sono tutte ragazze calde e ragazzi freddi.

Per alcuni pesci tropicali, la questione se sarà maschio o femmina

si risolve anche più tardi nel corso della vita.

Tutti i pesci pagliaccio cominciano la loro vita come maschi.

Tuttavia, man mano che crescono, diventano femmine.

Trascorrono anche la loro vita in piccoli gruppi
con una rigida gerarchia di dominanza

in cui solo i maschi e le femmine più dominanti si riproducono.

E incredibilmente, se la femmina dominante del gruppo muore,

il maschio più grosso e dominante si trasforma rapidamente in femmina

prende il suo posto, e tutti gli altri maschi salgono di un posto nella gerarchia.

In un altro animale marino molto diverso,

la Bonellia viridis,

il sesso delle larve è determinato da un aspetto completamente diverso dell'ambiente.

Per questa specie, dipende semplicemente da dove la larva

cade sul fondale marino.

Se una larva cade sul fondale libero

diventerà femmina.

Ma se cade sopra la proboscide di una femmina

diventerà maschio.

Quindi per alcune specie la questione di maschio o femmina

trova la risposta nella genetica. Altre, la trovano nell'ambiente.

E per altre ancora, non si pone neppure la domanda.

Prendiamo la lucertola dalla coda a frusta.

Per queste lucertole del deserto, la risposta è semplice.

È femmina. È sempre femmina.

È una specie quasi tutta al femminile,

e anche se ancora depone le uova, queste uova si schiudono in cloni femminili di se stesse.

Quindi sarà maschio o femmina?

In tutto il regno animale,

tutto davvero dipende dal sistema di determinazione del sesso.

Per gli esseri umani, il sistema genetico è XY.

E per me e mia moglie, abbiamo scoperto

che sarà un maschietto.