Anisogamia
L’anisogamia è un concetto fondamentale del dimorfismo sessuale che aiuta a spiegare le differenze fenotipiche tra i sessi. Nella maggior parte delle specie esistono un sesso maschile e uno femminile, entrambi ottimizzati per il potenziale riproduttivo. A causa delle loro diverse dimensioni e forma dei gameti, sia i maschi che le femmine hanno sviluppato differenze fisiologiche e comportamentali che ottimizzano la fecondità dell’individuo. Dal momento che la maggior parte delle femmine che depongono le uova devono tipicamente sopportare la prole e hanno un ciclo riproduttivo più limitato, questo rende tipicamente le femmine un fattore limitante nel tasso di successo riproduttivo dei maschi in una specie. Questo processo è vero anche per le femmine che selezionano i maschi, e assumendo che i maschi e le femmine stiano selezionando tratti diversi nei partner, risulterebbe in differenze fenotipiche tra i sessi per molte generazioni. Questa ipotesi, nota come principio di Bateman, è usata per comprendere le pressioni evolutive esercitate su maschi e femmine a causa dell’anisogamia. Anche se questa ipotesi è criticata, è un modello generalmente accettato per la selezione sessuale all’interno delle specie anisogame. La selezione per tratti diversi a seconda del sesso all’interno della stessa specie è nota come selezione sesso-specifica, e rende conto dei diversi fenotipi che si trovano tra i sessi della stessa specie. Questa selezione sesso-specifica tra i sessi nel tempo porta anche allo sviluppo di caratteristiche sessuali secondarie, che aiutano i maschi e le femmine nel successo riproduttivo.
Nella maggior parte delle specie, entrambi i sessi scelgono i compagni in base ai fenotipi disponibili dei potenziali compagni. Questi fenotipi sono specifici della specie, con conseguenti strategie diverse per una riproduzione sessuale di successo. Per esempio, i grandi maschi sono selezionati sessualmente nelle foche elefante perché le loro grandi dimensioni aiutano il maschio a combattere gli altri maschi, ma i piccoli maschi sono selezionati sessualmente nei ragni perché possono accoppiarsi con la femmina più rapidamente evitando il cannibalismo sessuale. Tuttavia, nonostante la vasta gamma di fenotipi selezionati sessualmente, la maggior parte delle specie anisogame segue un insieme di tratti desiderabili prevedibili e comportamenti selettivi basati su modelli generali di successo riproduttivo.
Fenotipi femminiliModifica
Per i fecondatori interni, l’investimento femminile è elevato nella riproduzione, poiché in genere spendono più energia in un singolo evento riproduttivo. Questo può essere visto già nell’oogenesi, perché la femmina sacrifica il numero di gameti per la dimensione dei gameti per aumentare meglio le possibilità di sopravvivenza del potenziale zigote; un processo più energeticamente impegnativo della spermatogenesi nei maschi. L’oogenesi avviene nell’ovaio, un organo specifico della femmina che produce anche ormoni per preparare altri organi specifici della femmina ai cambiamenti necessari negli organi riproduttivi per facilitare la consegna dell’uovo nei fertilizzatori esterni e lo sviluppo dello zigote nei fertilizzatori interni. La cellula uovo prodotta non è solo grande, ma a volte anche immobile, e richiede il contatto con gli spermatozoi più mobili per provocare la fecondazione.
Poiché questo processo richiede molta energia e tempo per la femmina, la scelta del compagno è spesso integrata nel comportamento della femmina. Le femmine sono spesso molto selettive nei confronti dei maschi con cui scelgono di riprodursi, perché il fenotipo del maschio può essere indicativo della sua salute fisica e dei suoi tratti ereditabili. Le femmine impiegano la scelta dell’accoppiamento per spingere i maschi a mostrare i loro tratti desiderabili alle femmine attraverso il corteggiamento, e se ha successo, il maschio si riproduce. Questo incoraggia i maschi e le femmine di specie specifiche a investire nei comportamenti di corteggiamento e nei tratti che possono mostrare la salute fisica a un potenziale compagno. Questo processo, noto come selezione sessuale, si traduce nello sviluppo di tratti per facilitare il successo riproduttivo piuttosto che la sopravvivenza individuale, come le dimensioni gonfiate di una regina termite. È anche importante per le femmine selezionare contro i potenziali compagni che possono avere un’infezione sessualmente trasmessa, perché la malattia potrebbe non solo danneggiare la capacità riproduttiva della femmina, ma anche danneggiare la prole risultante.
Anche se non è raro nei maschi, le femmine sono più associate alle cure parentali. Poiché le femmine hanno un programma riproduttivo più limitato rispetto ai maschi, una femmina spesso investe di più nel proteggere la prole fino alla maturità sessuale rispetto al maschio. Come la scelta del compagno, il livello di cure parentali varia notevolmente tra le specie, e spesso dipende dal numero di figli prodotti per incontro sessuale.
Nella maggior parte delle specie come Drosophila melanogaster, le femmine possono utilizzare l’immagazzinamento dello sperma, un processo attraverso il quale la femmina può conservare lo sperma in eccesso da un compagno, e fecondare le sue uova molto dopo l’evento riproduttivo se le opportunità di accoppiamento diminuiscono o la qualità dei compagni diminuisce. Essendo in grado di salvare lo sperma da compagni più desiderabili, la femmina guadagna un maggiore controllo sul proprio successo riproduttivo, consentendo così la femmina di essere più selettiva dei maschi così come rendere il tempo di fecondazione potenzialmente più frequente se i maschi sono scarsi.
Fenotipi maschiliModifica
Per i maschi di tutte le specie, le cellule spermatiche che producono sono ottimizzati per garantire la fecondazione dell’uovo femminile. Queste cellule spermatiche sono create attraverso la spermatogenesi, una forma di gametogenesi che si concentra sullo sviluppo del maggior numero possibile di gameti per ogni incontro sessuale. La spermatogenesi avviene nei testicoli, un organo specifico maschile che produce anche ormoni che innescano lo sviluppo delle caratteristiche sessuali secondarie. Poiché i gameti del maschio sono energeticamente poco costosi e abbondanti in ogni eiaculazione, un maschio può aumentare notevolmente il suo successo sessuale accoppiandosi molto più frequentemente della femmina. Gli spermatozoi, a differenza delle cellule uovo, sono anche mobili, permettendo allo sperma di nuotare verso l’uovo attraverso gli organi sessuali della femmina. La competizione tra spermatozoi è anche un fattore importante nello sviluppo delle cellule spermatiche. Solo uno spermatozoo può fecondare un uovo, e poiché le femmine possono potenzialmente riprodursi con più di un maschio prima che avvenga la fecondazione, produrre cellule spermatiche che sono più veloci, più abbondanti e più vitali di quelle prodotte da altri maschi può dare un vantaggio riproduttivo maschile.
Siccome le femmine sono spesso il fattore limitante nel successo riproduttivo di una specie, i maschi sono spesso attesi dalle femmine per cercare e competere per la femmina, nota come competizione intraspecifica. Questo può essere visto in organismi come i coleotteri, in quanto il maschio che cerca più frequentemente le femmine ha spesso più successo nel trovare compagni e riprodursi. Nelle specie sottoposte a questa forma di selezione, un maschio adatto sarebbe uno che è veloce, ha organi sensoriali più raffinati e consapevolezza spaziale.
Alcune caratteristiche sessuali secondarie non sono solo destinate ad attrarre le compagne, ma anche a competere con altri maschi per le opportunità di copulazione. Alcune strutture, come le corna nei cervi, possono fornire benefici al successo riproduttivo del maschio, fornendo un’arma per impedire ai maschi rivali di raggiungere il successo riproduttivo. Tuttavia, altre strutture, come le grandi piume colorate della coda che si trovano nei pavoni maschi, sono il risultato della fuga dei pesci e di molti altri fattori specifici della specie. A causa delle femmine che selezionano tratti specifici nei maschi, col tempo, questi tratti sono esagerati al punto che potrebbero ostacolare la sopravvivenza del maschio. Tuttavia, dato che questi tratti sono di grande beneficio per la selezione sessuale, la loro utilità nel fornire più opportunità di accoppiamento supera la possibilità che il tratto possa portare ad un accorciamento della sua durata di vita attraverso la predazione o la fame. Questi tratti desiderabili si estendono oltre le parti del corpo fisico, e spesso si estendono anche al comportamento di corteggiamento e ai regali nuziali.
Anche se alcuni comportamenti nei maschi sono destinati a lavorare all’interno dei parametri della scelta femminile criptica, alcuni tratti maschili lavorano contro di essa. Maschi abbastanza forti, in alcuni casi, possono imporsi su una femmina, forzando la fecondazione e scavalcando la scelta femminile. Poiché questo può essere spesso pericoloso per la femmina, una corsa evolutiva alle armi tra i sessi è spesso un risultato.