Genetica dell’attrazione: la scelta del compagno nei moscerini della frutta

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La Drosophila melanogaster è un organismo modello comune per lo studio della sel
La Drosophila melanogaster è un organismo modello comune per lo studio della selezione sessuale e dell’evoluzione. (Immagine: Pixabay)
Biologia evolutiva

Qualità genica o compatibilità genica? A cosa danno più importanza le femmine dei moscerini della frutta quando si accoppiano? I ricercatori dell’Università di Zurigo dimostrano che entrambi i fattori sono importanti in diverse fasi del processo riproduttivo e che le femmine utilizzano strategie mirate per controllare la fitness della loro prole.

Le femmine riproduttive dei moscerini della frutta si trovano di fronte a una decisione difficile: si accoppiano con il maschio che ha i geni migliori o con quello i cui geni corrispondono meglio ai loro? I biologi evoluzionisti dell’Università di Zurigo e della Concordia University hanno esaminato questa domanda in uno studio, perché: I processi alla base della scelta dell’accoppiamento influenzano l’evoluzione delle caratteristiche sessuali maschili e quindi la variazione all’interno di una popolazione, non solo nelle mosche", afferma il professore dell’UZH Stefan Lüpold.

Gli spermatozoi fluorescenti rivelano il processo riproduttivo

Il moscerino della frutta Drosophila melanogaster è un organismo modello comune per lo studio della selezione sessuale e dell’evoluzione. In questa specie, le femmine non possono contare su alcun sostegno diretto da parte dei loro partner riproduttivi, né in termini di cibo né di cure parentali. Tuttavia, attraverso la scelta del compagno, influenzano la fitness della prole: ad esempio, la sua sopravvivenza, la sua crescita e la sua riproduzione.

Il gruppo di ricerca di Stefan Lüpold ha fatto competere i maschi del moscerino della frutta per ottenere il favore delle femmine. I concorrenti si differenziavano da un lato per la qualità dei loro geni e dall’altro per la loro compatibilità genetica con la femmina target. Con l’aiuto di spermatozoi etichettati in modo fluorescente, i ricercatori hanno seguito l’intero processo riproduttivo: dagli spermatozoi nel tratto genitale femminile ai risultati della paternità.

Preselezione durante l’accoppiamento, riadattamento durante la conservazione degli spermatozoi

È emerso che entrambi i fattori - la qualità dei geni maschili e la loro compatibilità con i rispettivi geni femminili - influenzano la riproduzione. La loro importanza varia a seconda della fase riproduttiva. Ad esempio, i maschi con geni di alta qualità hanno in genere maggiori possibilità di successo nell’accoppiamento. Tuttavia, le femmine si accoppiano abitualmente con più maschi ed espellono parte dello sperma ingerito dopo l’accoppiamento. In questo modo, possono influenzare il tipo di sperma che ha maggiori probabilità di portare alla fecondazione anche dopo l’accoppiamento vero e proprio.

L’espulsione degli spermatozoi sembra essere ritardata se un maschio ha una migliore qualità genetica o una maggiore compatibilità genica con la femmina rispetto al suo predecessore. Gli spermatozoi preferiti hanno così più tempo per entrare negli organi di deposito e spostare gli spermatozoi rivali già immagazzinati. La complessa interazione di questi processi influisce in ultima analisi sull’esito della paternità.

Una combinazione intelligente di qualità e compatibilità genetica

I nostri risultati suggeriscono che le femmine di moscerino della frutta utilizzano criteri diversi in diverse fasi del processo riproduttivo per influenzare l’esito della loro attività di accoppiamento", afferma l’ultimo autore Stefan Lüpold. Scegliendo i loro compagni, possono preselezionare la qualità dei geni e poi assicurarsi che vengano selezionati i maschi più compatibili espellendo o immagazzinando preferenzialmente lo sperma". Secondo Lüpold, lo studio offre nuove conoscenze sui meccanismi e sulle conseguenze della scelta del compagno: Ci aiuta a capire meglio come si trasmettono i geni, come si mantiene la variazione genetica all’interno delle specie e, infine, come nascono le nuove specie".

Letteratura:

Hayat Mahdjoub, Rassim Khelifa, Jeannine Roy, Sonja H. Sbilordo, Valérian Zeender, Jhoniel Perdigón Ferreira, Natalia Gourgoulianni, Stefan Lüpold: Interplay between male quality and male-female compatibility across episodes of sexual selection. Science Advances 9: adf5559. 29 settembre 2023, DOI: 10.1126/sciadv.adf5559