Sesso

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La più vitale differenza tra gli esseri viventi

La storia dei due sessi è legata alla riproduzione: mescolandosi i patrimoni ereditari di due individui diversi, il maschio e la femmina, si ottiene una prole più varia e quindi più adattabile all’ambiente. I due sessi sono distinguibili di solito da caratteri esterni, anche se in molte piante e in alcuni gruppi di animali non si ha un dimorfismo sessuale. Il sesso viene stabilito dai cromosomi sessuali che controllano la formazione delle gonadi in senso maschile o femminile. I sessi sono per lo più nettamente separati; non mancano però in natura frequenti esempi di ermafroditismo, in cui lo stesso individuo porta caratteri maschili e femminili

Femmine e maschi

Immaginiamo di descrivere la vita sulla Terra a qualcuno di un altro pianeta: gli parleremo delle piante, degli animali, della nostra specie. Descrivendoci verrà naturale spiegare che esistono esseri umani maschi ed esseri umani femmine, differenti per la forma del corpo, per gli organi genitali, per il comportamento. I maschi non fanno mai un bambino, anche se sono indispensabili per metterlo al mondo, mentre sono le femmine, le donne, a formarlo all’interno del proprio corpo e, quando è pronto, a partorirlo. Ciò succede anche negli altri animali come – più o meno – nelle piante e – aggiungeremo – i maschi e le femmine sono i due sessi in cui si dividono gli individui di una specie.

Ma perché gli animali e le piante per generare hanno bisogno di due sessi? E ancora: tutti gli esseri viventi sulla Terra si dividono in maschi e femmine?

Se fossimo immortali

La divisione nei due sessi esiste perché gli organismi non sono immortali. Se infatti non esistesse la morte, né quindi la necessità di riprodursi, questo fenomeno non avrebbe motivo d’essere: sta invece nella riproduzione degli individui la spiegazione dell’esistenza dei sessi. Sappiamo tuttavia che alcuni organismi si riproducono per semplice divisione del corpo del genitore: è il caso di batteri, protozoi e di diversi organismi pluricellulari (spugne, idre, coralli, planarie e altri ancora). Anche in molte piante esiste una riproduzione asessuata, detta anche vegetativa, per cui una nuova pianta completa si forma a partire da organi specializzati della pianta-madre, che le danno origine senza che avvenga la fecondazione tra le cellule sessuali maschili e femminili. Sono organi di questo tipo, per esempio, i tuberi della patata, gli stoloni della fragola, i bulbi delle Liliacee.

In tutte le forme di divisione e di riproduzione asessuata c’è però un problema: i figli sono tutti cloni (clonazione), cioè sono identici al genitore, sia per i caratteri normali che per quelli anomali. Nel corso delle generazioni purtroppo le anomalie, i difetti ereditari, tendono ad accumularsi a tal punto che le specie risulterebbero minacciate d’estinzione più spesso di quanto in realtà si verifichi. È per questo – cioè per evitare danni alle specie – che la varietà fra i discendenti deve aumentare nel corso del tempo. È tassativo: a ogni generazione il materiale ereditario si deve rimescolare e trasformare.

Perché esiste il sesso

Esiste anche un altro fondamentale motivo per cui la riproduzione attraverso l’incontro tra due individui diversi (riproduzione sessuata) ha prevalso su quella asessuata, pur così semplice. Pensiamo a quanto sia variabile l’ambiente che circonda i viventi e a quanto diventi importante per la sopravvivenza delle specie che anche gli stessi organismi, cambiando spesso, si adeguino rapidamente alle imprevedibili e nuove richieste del mondo esterno.

Il rimescolamento del patrimonio ereditario materno e paterno, che si verifica a ogni fecondazione, garantisce una grande plasticità evolutiva, per cui nel corso del tempo si sono stabilizzati all’interno delle singole specie due diverse modalità di esistere dei viventi: quella del maschio e quella della femmina.

L’uno produce i gameti maschili (spermatozoi o granuli pollinici), l’altra quelli femminili (le cellule uovo), e quando questi si fondono durante il processo riproduttivo esistono meccanismi cellulari (meiosi, crossing-over, ricombinazione dei cromosomi) che riescono ad aumentare la variabilità della prole ovvero la biodiversità dei discendenti.

Il maschio e la femmina possono essere diversi tra loro nell’aspetto esterno (forma del corpo, dimensioni, fisiologia) e, se parliamo di animali, anche nel comportamento, ma, attenzione: esistono molte specie in cui non è così. Nelle piante, per esempio, di solito questa differenza visibile è assai rara, così come in molti gruppi di animali è impossibile distinguere i due sessi soltanto dai caratteri esterni.

Quando la differenza si vede

Quando grazie a caratteri visibili e individuabili è distinguibile l’individuo che porta i testicoli (il maschio) da quello che, avendo le ovaie, produce le uova (la femmina), in biologia si parla di dimorfismo sessuale. Esiste un dimorfismo sessuale primario che riguarda la diversa grandezza e mobilità dei gameti e la differenza anatomica delle gonadi, e un dimorfismo secondario che interessa caratteri che aiutano a distinguere i due sessi ma che non sono direttamente legati alla riproduzione, chiamati caratteri sessuali secondari. Tra questi troviamo le diverse dimensioni del corpo: in genere le femmine sono più grandi dei maschi nei Molluschi, negli Aracnidi, negli Insetti, in molti Pesci, negli Anfibi, in alcuni Rettili (tartarughe e serpenti) e Uccelli (nei rapaci). Nelle lucertole, invece, nelle iguane, in altri tipi di Uccelli (come i Galliformi o gli struzzi), ma anche in alcuni Mammiferi, tra cui l’uomo, è vero il contrario.

Anche una diversa mobilità può essere un carattere sessuale secondario, come avviene nel caso della lucciola (Lampyris) in cui la femmina conserva l’aspetto larvale ed è attera (cioè priva delle ali), mentre il maschio, che ha le ali, è un tipico coleottero.

Gli organi di senso sono di solito particolarmente sviluppati nei maschi degli Invertebrati che hanno il compito di cercare le compagne. Nel maschio del verme marino Nereis (Anellidi Policheti), al momento della riproduzione gli organi di senso della testa (occhi, antenne, cirri) s’ingrossano e il nuoto si fa più vigoroso. Nel maggiolino (coleottero del genere Melolontha) le antenne del maschio contengono migliaia di cellule sensoriali in più rispetto alla femmina, così come nella già citata lucciola il maschio vede molto meglio della femmina che però, come il maschio, emette segnali luminosi per attrarre il partner.

Si chiama nuziale quella particolare livrea che assume il maschio di molti Pesci e Uccelli nella stagione degli amori: tale è il piumaggio sgargiante dell’uccello del paradiso o quello dell’anatra mandarina. Più è vistosa la livrea e maggiormente sarà attratta la femmina, in base a meccanismi di selezione sessuale per cui, per esempio, viene prescelto dall’uccello femmina il maschio col piumaggio più vistoso e colorato perché (al di là del senso estetico che sembra esistere tuttavia anche negli animali) questo denota un buono stato di salute del partner e quindi assicura una migliore costituzione fisica nei futuri figli.

Così diverso da sembrare un altro

In certi casi, il dimorfismo sessuale è così accentuato che gli stessi zoologi si sono sbagliati classificando in specie differenti i maschi e le femmine della stessa specie. In un verme marino, l’echiuride Bonellia viridis, la femmina ha un corpo ovale grande come una noce, munito di una lunga proboscide con cui si nutre e che usa per il movimento; il maschio della Bonellia invece è appena visibile a occhio nudo, conserva un aspetto larvale e vive da parassita sulla proboscide della femmina. Viste tali differenze, i primi studiosi della Bonellia avevano pensato che si trattasse di due specie diverse.

Un altro caso di diformismo accentuato è quello del pesce abissale Photocorynus spiniceps (gruppo dei Ceratioidei), in cui i maschi sono minuscoli e aderiscono al corpo della femmina, che è molto più grande e diversa.

Esiste inoltre il cosiddetto polimorfismo sessuale per cui si hanno diverse forme di femmine e di maschi. Così avviene negli Insetti sociali (api, vespe, formiche, termiti) dove, accanto a femmine feconde (la regina) e sterili (le operaie), vivono maschi fertili (i re che fecondano la regina) e sterili (i soldati).

Il sesso è ereditario...

Gli animali nei quali la differenza sessuale è molto pronunciata (vermi Nematodi, Uccelli, Mammiferi) possiedono nel proprio patrimonio ereditario una coppia di cromosomi particolari, detti cromosomi sessuali o eterocromosomi.

Nella nostra specie, e in molti altri gruppi di animali, sono questi il cromosoma X e quello Y: gli embrioni che hanno nel nucleo delle proprie cellule la coppia XX diventeranno femmine, mentre quelli che hanno la coppia XY saranno maschi.

Questa sequenza non è però la stessa in tutti gli animali: nelle farfalle, per esempio, i cromosomi sessuali sono altri ( Z e W invece di X e Y) e la determinazione del sesso è ZZ per i maschi e ZW per le femmine. I cromosomi X e Y (ma anche Z e W) sono differenti nella forma e nelle dimensioni: è grande e ricco di geni il cromosoma X, più piccolo e con meno geni Y. In tutti questi casi si parla di determinazione genotipica del sesso.

Grazie al Progetto genoma si cominciano a conoscere bene i geni presenti sui nostri eterocromosomi; per esempio è noto che sul cromosoma Y c’è un gene dominante che indirizza lo sviluppo dell’embrione verso il sesso maschile (il gene SRY). Se, a causa di un’anomalia cromosomica, è presente nell’uovo fecondato il solo Y (genotipo Y0) l’embrione umano non sopravviverà, mentre nel caso sia presente il solo X (anomalia cromosomica X0, detta sindrome di Turner) nascerà un individuo con caratteri sessuali femminili.

... ma può dipendere anche dall’ambiente

Il fenomeno per cui lo sviluppo dell’una o dell’altra potenzialità sessuale può essere indotto da fattori esterni all’organismo è detto determinazione fenotipica del sesso. Tornando alla Bonellia viridis, si è accertato che le larve che rimangono a lungo sulla proboscide della femmina diventeranno maschi, mentre quelle che se ne staccano precocemente saranno femmine. Quelle infine che rimangono per un po’ di tempo attaccate alla proboscide ma poi si allontanano possono diventare maschi o femmine a seconda del tempo che sono rimaste attaccate alla madre.

Tale variazione si può ottenere anche modificando l’acidità dell’acqua in cui vive il verme. Evidentemente nella Bonellia la femmina produce sostanze tali che un contatto prolungato con esse indirizza la larva verso la mascolinità.

Variazioni di sesso legate a mutamenti ambientali sono state studiate anche tra i Vertebrati. Se i girini di rana o le giovani anguille vengono sottoposti a temperature elevate, tra gli adulti si avranno più maschi che femmine, forse perché le alte temperature favoriscono le fasi cataboliche del metabolismo che sembrano essere più intense nei maschi.

Molto rilevante è l’azione degli ormoni sul sesso dei Vertebrati: se a una gallina si asporta l’ovaia sinistra (di solito l’unica funzionante) privandola così degli ormoni femminili, quella di destra, in precedenza atrofica, si ipertrofizza assumendo la struttura e talvolta anche la funzione di un testicolo. Un caso molto interessante – noto già agli antichi Romani che chiamavano questi animali taurae ossia «vacche sterili» – è quello dei freemartins. Si tratta di bovini sterili, nati dal concepimento gemellare di un maschio e di una femmina, tra i quali durante la gravidanza si creano nella placenta comune contatti tra i vasi sanguigni dell’uno e dell’altra. Tra i due gemelli si avranno perciò scambi di sangue e di ormoni, tali per cui l’individuo inizialmente femmina subirà un’inversione sessuale nascendo maschio sterile.

Maschi, femmine, ermafroditi

Perché i sessi sono solo due? A quanto pare perché due diverse modalità di essere del vivente sono sufficienti a realizzare a ogni nuova generazione una discreta variabilità genetica. Se ce ne fossero tre o più si creerebbero forse tali e tante complicazioni – a livello di determinazione genetica del sesso, di sviluppo degli organi sessuali, di schemi comportamentali – da ostacolare invece che facilitare la fecondazione.

Tuttavia esiste un fenomeno interessante, che viene definito ermafroditismo ed è diffuso sia nelle piante con fiore (le Angiosperme) sia nel mondo animale, per cui lo stesso individuo possiede contemporaneamente le gonadi maschili e femminili.

Nelle piante più evolute il fiore è un organo ermafrodito che porta sia le antere dove si forma il polline (parte maschile della pianta) sia l’ovario con gli ovuli (parte femminile). Si tratta di un’evoluzione ‘al risparmio’: invece di due individui, la pianta maschio e quella femmina, ce n’è solamente uno sul quale i fiori ermafroditi garantiscono la presenza contemporanea dei due sessi.

Anche negli animali è presente l’ermafroditismo. Ci sono animali come le lumache in cui c’è una sola gonade che produce spermatozoi e uova. In altri (alcuni Pesci ossei) esiste un organo, l’ovariotestis, in cui si producono entrambi i gameti ma in zone separate. In altri casi ancora (vermi piatti, lombrico) sullo stesso individuo si trovano testicoli e ovaie ben distinti e separati tra loro.

In alcuni animali ermafroditi si ha l’autofecondazione quando è lo stesso individuo a produrre gameti maschili e femminili in grado di fecondarsi a vicenda (nella tenia, in alcuni Molluschi). Ma nella maggior parte dei casi è possibile solo la fecondazione incrociata, quella nella quale i due tipi di gameti prodotti dallo stesso individuo non riescono a fecondarsi perché, per esempio, maturano in momenti diversi e in tale caso, pur avendo entrambe le gonadi, lo stesso animale funziona ora da maschio ora da femmina.

L’ermafroditismo nella specie umana

A Roma nella Galleria Borghese e a Parigi nel Museo del Louvre si possono ammirare statue simili di epoca romana ispirate a un originale greco del 3° secolo a.C., rappresentanti Ermafrodito dormiente. Un adolescente dai lineamenti soavi dorme steso su un giaciglio: le forme sono quelle sinuose di un corpo femminile, ma l’organo sessuale è maschile.

Secondo la mitologia greca, Ermafrodito, figlio del dio Ermes (Mercurio per i Romani) e della dea Afrodite (Venere), desiderato follemente dalla ninfa Salmace, ne rifiutò l’amore. La ninfa, non potendo sopportare l’indifferenza di Ermafrodito, ottenne da Zeus (Giove) che i loro corpi fossero per sempre fusi in uno solo e da questa strana unione nacque un essere bisessuale, avente cioè sesso maschile su un corpo di forma femminile.

C’è qualcosa di vero in questo mito? Esistono esseri umani ermafroditi? Effettivamente, anche nella nostra specie questo fenomeno è presente. Le cause possono essere genetiche o acquisite durante la vita fetale e il risultato è lo sviluppo nel piccolo di un ovariotestis o la comparsa di altri problemi a livello gonadico. Dal punto di vista clinico si possono avere situazioni molteplici: da individui che, pur avendo una identità sessuale precisa, presentano uno scarso sviluppo delle gonadi, a individui con anomalie più drastiche come avviene nella sindrome di Klinefelter (nelle cellule del paziente ci sono tre cromosomi sessuali, XXY) in cui è presente il pene ma c’è anche una ginecomastia (sviluppo delle mammelle).

Nascerà Adamo o Eva?

Nel percorso di maturazione dei gameti, al termine del quale si ottengono l’uovo e gli spermatozoi, avviene la meiosi, e le coppie di cromosomi XX e XY si separano. Le uova avranno tutte un cromosoma X, ma gli spermatozoi potranno averne uno X o uno Y. Se l’uovo è stato fecondato da uno spermatozoo portatore di Y, si avrà un embrione del tipo XY. Quasi subito si attiva il gene SRY (Sex determing region of the Y «regione di determinazione del sesso del cromosoma Y») situato su Y, che dà il via alla produzione del fattore tdf (Testicular determination factor, «Fattore di determinazione testicolare»). Questa sostanza – siamo circa alla quarta settimana di gravidanza – induce i tubercoli genitali già presenti nell’embrione ma ancora indifferenziati, a diventare testicoli; questi, a loro volta, rilasciano nel sangue l’ormone testosterone che determina la definitiva mascolinizzazione del nascituro.

Se l’uovo è stato invece fecondato da uno spermatozoo portatore del cromosoma X, il concepito sarà XX e in tal caso, mancando il gene SRY, i tubercoli genitali evolveranno spontaneamente in ovaie che determineranno la femminilizzazione dell’embrione.

Il sesso, quindi, si determina molto precocemente durante la gravidanza, anche se per diventare uomini e donne nel senso più pieno e profondo del termine la strada è ancora lunga, molto lunga.