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I genitali del gallo sono un puzzle evolutivo.
Il caso del pene dell’uccello mancante è un mistero di lunga data nella biologia evolutiva. Ma l’identificazione di un meccanismo molecolare che controlla la perdita del pene negli uccelli va in qualche modo a risolvere questo enigma.
Circa il 97% delle specie avicole sfoggia poco o nulla nel modo di un fallo, nonostante si riproduca per fecondazione interna. Uno studio pubblicato oggi su Current Biology1 mostra che lo sviluppo dei peni di pollo è interrotto da segnali che promuovono la morte cellulare.
“Questo documento sarebbe in Natura o Scienza se si trattasse di persone”, dice Richard Prum, un ornitologo evolutivo presso la Yale University di New Haven, Connecticut. “L’intero risultato è completamente nuovo.”
I polli maschi, che possiedono solo un rudimentale nocciolo fallico, pompano il loro sperma nelle femmine usando un “bacio cloacale” — una mossa che preme insieme le cloache maschili e femminili, aperture utilizzate per l’escrezione dei rifiuti e la copulazione. Al contrario, le anatre vantano peni grandi e riccamente arrotolati che possono misurare circa la metà della lunghezza dei loro corpi2.
Per comprendere meglio i segnali che controllano la crescita del pene, i ricercatori guidati da Martin Cohn, un biologo dello sviluppo presso l’Università della Florida a Gainesville, hanno cercato differenze tra lo sviluppo di embrioni di anatra e pollo.
Da vicino e personale
Gli scienziati hanno osservato lo sviluppo del pene attraverso piccole finestre tagliate in uova di anatra e pollo. Hanno scoperto che i polli inizialmente formano peni simili a quelli delle anatre, ma che circa il nono giorno di sviluppo, il nascente pene di pollo — chiamato tubercolo genitale — smette di crescere e inizia a ridursi.
” Ci aspettavamo di trovare qualche fattore di escrescenza critica mancava”, dice Cohn, ma il team ha scoperto che molti degli stessi geni che guidano la crescita del pene nelle anatre continuavano ad essere fortemente espressi nei polli. C’è una differenza fondamentale tra le due specie, tuttavia. I polli hanno mostrato un aumento dei livelli di Bmp4 — una proteina che promuove la morte cellulare-vicino alla punta del tubercolo. ” Siamo rimasti molto sorpresi”, dice Cohn.
I ricercatori sono stati in grado di evitare la morte delle cellule genitali nei polli trattando un lato del tubercolo con la zucca, una proteina che blocca l’attività del Bmp. Dopo un giorno, il lato trattato con la zucca è cresciuto fino a circa 6,5 volte la lunghezza del lato non trattato. Trattare un lato dei tubercoli d’anatra in crescita con Bmp4 ha provocato la morte cellulare localizzata e il restringimento del pene, imitando il normale sviluppo genitale nei polli maschi.
I risultati suggeriscono che la crescita genitale negli uccelli è controllata da un programma comune che è stato personalizzato da modifiche evolutive nella segnalazione Bmp, dicono gli autori.
Ma i dati non spiegano perché i polli perdono i loro peni. Cohn suggerisce che i falli potrebbero essere stati persi come conseguenza secondaria dell’evoluzione in altre parti del corpo come arti e denti, il cui sviluppo è anche influenzato dalle proteine Bmp.
Bob Montgomerie, un biologo evoluzionista presso la Queen’s University in Ontario, Canada, non è d’accordo. Lui e altri hanno suggerito che, poiché il bacio cloacale richiede la cooperazione tra partner disposti, galline e altri uccelli possono aver selezionato i maschi con peni più piccoli in parte per sfuggire copulazione forzata. Nel corso del tempo, quella preferenza avrebbe rimodellato i genitali degli uccelli maschi.