Selezione sessuale e scelta del compagno

Scegliere i compagni

L'idoneità evolutiva è in gran parte determinata dalla capacità di un organismo di sopravvivere e produrre con successo prole. Fondamentale per questo processo è la selezione sessuale, che svolge un ruolo importante nella determinazione delle coppie di accoppiamento e quindi quali geni vengono trasmessi alla generazione successiva. Spesso, l'intensa competizione per i compagni all'interno di una popolazione esercita una pressione selettiva sui tratti legati al corteggiamento e all'accoppiamento. La selezione naturale che risulta da queste pressioni è chiamata selezione sessuale. I tratti selezionati sessualmente includono caratteristiche come l'ornamento o la colorazione al solo scopo di attirare i compagni. Questi tratti possono anche servire a migliorare la distinzione tra maschi e femmine all'interno di una specie, chiamata dimorfismo sessuale. Il dimorfismo e altri tratti sessualmente selezionati aiutano gli individui di una specie a determinare l'idoneità di potenziali compagni e a selezionare un partner riproduttivo appropriato. Questo tipo di selezione si verifica nella maggior parte delle specie, dagli insetti agli esseri umani e innumerevoli altre.

Selezione inter e intrasessuale

I due tipi fondamentali di selezione sessuale sono la selezione intersessuale (tra i sessi) e la selezione intrasessuale (all'interno del sesso). La selezione intersessuale si verifica come risultato di interazioni tra maschi e femmine di una specie. Un sesso, tipicamente maschi, svilupperà e mostrerà tratti o modelli di comportamento per attrarre il sesso opposto. Esempi di tali tratti includono il piumaggio degli uccelli, i richiami di accoppiamento delle rane e le esibizioni di corteggiamento nei pesci. Al contrario, la selezione intrasessuale avviene tra membri dello stesso sesso. La competizione tra i maschi è comune, come con i cervi o i coleotteri cornuti, che combattono per il dominio e la capacità di accoppiarsi con le femmine vicine. In questi casi, la selezione sessuale agisce su tratti che facilitano la competizione tra individui dello stesso sesso. Ad esempio, la forza e le dimensioni del "corno" dei coleotteri cornuti o le dimensioni delle corna nei cervi. Sia la selezione intersessuale che quella intrasessuale influenzano lo sviluppo di tratti sessualmente selezionati in numerose specie.

Fitness di segnalazione e rapporto operativo tra i sessi (OSR)

L'esibizione di tratti selezionati sessualmente può essere un segnale importante della forma fisica individuale per i potenziali compagni. Tali segnali sono spesso costosi dal punto di vista energetico e quindi indicano lo stato di salute, genetica e nutrizione di un individuo. Spesso, anche se non sempre, questi tratti sono mostrati dai maschi per attirare le femmine. Questo è il risultato della differenza nell'investimento energetico nella produzione e nell'allevamento della prole. Le uova femminili sono prodotte in numero minore e con un costo energetico più elevato rispetto allo sperma maschile, spingendo le femmine ad essere più selettive nella scelta del compagno. Il livello di competizione per i compagni può essere quantificato dal rapporto operativo tra i sessi (OSR). L'OSR si basa sul rapporto tra maschi sessualmente maturi e femmine in una popolazione, ed è spesso orientato verso il maschio in gruppi che contengono più maschi o per popolazioni in cui i maschi si accoppiano con più femmine. Tuttavia, l'OSR può essere distorto da diversi fattori, tra cui l'investimento relativo di ciascun sesso nelle cure parentali, i processi di legame del compagno e il tasso complessivo di riproduzione^1-2.

Poiché l'ORS è spesso asimmetrico verso i maschi, i maschi di una specie tendono a sperimentare pressioni selettive intersessuali e intrasessuali più forti. In questo contesto, la selezione naturale ha favorito lo sviluppo di tratti per attrarre le femmine o competere con altri maschi, anche quando questi tratti hanno un costo energetico o di fitness significativo. I tratti per attirare le femmine, ad esempio, sono spesso colorati o appariscenti, rendendo gli individui più facilmente visibili dai predatori. Questi tratti possono richiedere una notevole quantità di energia per essere prodotti e possono ridurre la funzione immunitaria negli individui. Inoltre, i maschi si mettono a rischio quando competono con altri maschi. Le battaglie tra maschi, le danze di accoppiamento, le vocalizzazioni e le esibizioni spesso non sono solo fisicamente impegnative, ma possono anche essere rumorose, appariscenti e distraenti, riducendo la consapevolezza dei predatori e potenzialmente ferendo gli individui. Per questo motivo, la selezione naturale e la selezione sessuale sono spesso in conflitto, e sembrano spingere tali tratti in direzioni opposte. L'influenza della selezione naturale impedisce che i tratti selezionati sessualmente diventino troppo stravaganti. Di conseguenza, verranno selezionati i tratti sessualmente associati che riducono significativamente la capacità di un individuo di sopravvivere abbastanza a lungo da accoppiarsi. Questo equilibrio tra selezione naturale e sessuale fa sì che la maggior parte degli individui all'interno di una popolazione mostri fitness e tratti sessuali di qualità media o intermedia per massimizzare il successo riproduttivo e la sopravvivenza.

Trade-off: Selezione Sessuale Versus Selezione Naturale

Tuttavia, in circostanze uniche, i tratti sessualmente selezionati potrebbero non essere limitati da pressioni di sopravvivenza. Ad esempio, gli uccelli della famiglia degli "uccelli del paradiso" includono una varietà di specie che occupano aree remote prive di predatori naturali. Di conseguenza, i maschi hanno sviluppato colorazioni stravaganti e manifestazioni di accoppiamento che normalmente sarebbero state selezionate a causa della predazione. Tale "selezione fuori controllo" può produrre specie belle e altamente decorate. Purtroppo, a causa dell'attività umana, l'introduzione di nuovi predatori come i gatti minaccia la sopravvivenza di queste specie in via di estinzione.

Comprendere la selezione sessuale influenza il modo in cui vediamo i tratti animali, i comportamenti e la scelta del compagno, compresi gli esseri umani³. Spesso c'è di più nella selezione sessuale che nei segnali visivi, con molte specie che si affidano esclusivamente all'olfatto o al suono per trovare compagni. Nell'uomo, l'influenza dell'olfatto è stata dimostrata in un esperimento di Wedekind et al, che ha mostrato una preferenza femminile per l'odore dei maschi che erano geneticamente più diversi, 4. Una maggiore diversità genetica, soprattutto per quanto riguarda la funzione immunitaria, può fornire alla prole una maggiore forma fisica. In questo e in altri modi, la selezione sessuale ha influenzato il modo in cui gli esseri umani e gli organismi di tutti i tipi si evolvono, si comportano, selezionano i compagni e si riproducono.

Ulteriori letture:

1. Verdade, L. M. (1996). "L'influenza della pressione della caccia sul comportamento sociale dei vertebrati". Rev Bras Biol 56(1): 1-13.
2. Lifshitz, N. e CC St Clair (2016). "I tratti ornamentali colorati potrebbero essere indicatori efficaci e non invasivi dell'esposizione all'inquinamento per la fauna selvatica". Conserv Physiol 4(1): mucca028.
3. Stanyon, R. e F. Bigoni (2014). "Selezione sessuale ed evoluzione del comportamento, della morfologia, della neuroanatomia e dei geni nell'uomo e in altri primati." Neurosci Biobehav Rev 46P4: 579-590.
4. Wedekind, C. e S. Furi (1997). "Preferenze di odore corporeo negli uomini e nelle donne: mirano a specifiche combinazioni MHC o semplicemente all'eterozigosi?" Proc Biol Sci 264(1387): 1471-1479.

Herbert Spencer coniò per la prima volta l'espressione sopravvivenza del più adatto nel 1864, per descrivere le osservazioni di Darwin sulla selezione naturale. Un modo per quantificare la fitness di un individuo è nel numero di figli che può contribuire alla generazione successiva, in modo che un organismo possa migliorare la sua fitness producendo più prole che è poi in grado di riprodursi con successo. La riproduzione è un elemento critico della fitness e gli organismi che si riproducono sessualmente devono accoppiarsi per trasmettere i loro geni alla generazione successiva. Ciò significa che per gli organismi che si riproducono sessualmente, competere per i compagni diventa una parte fondamentale della forma fisica.

Questa pressione per trovare un compagno porta a un fenomeno noto come selezione sessuale, un tipo di selezione che agisce sui tratti associati all'accoppiamento e al corteggiamento. In genere, la selezione sessuale è più intensa per il sesso che investe la minor quantità di energia nella riproduzione. Poiché la produzione di spermatozoi è energeticamente poco costosa, i maschi generalmente sopportano il peso maggiore delle pressioni della selezione sessuale. Al contrario, le uova sono energeticamente costose da produrre e poi da far gestare. Ciò significa che ci si aspetta che le femmine siano più selettive nella scelta dei compagni e che i maschi debbano investire risorse sostanziali per attrarre le femmine. Questa osservazione è correlata al rapporto operativo tra i sessi, o OSR, che è il rapporto tra maschi sessualmente maturi e femmine fertili. Spesso l'OSR è di orientamento maschile, a causa della sua maggiore durata della vita riproduttiva.

A causa delle pressioni selettive sessuali spesso intense che i maschi devono affrontare, molte specie di animali mostrano ornamenti stravaganti che distinguono i maschi dalle femmine. Quando maschi e femmine della stessa specie appaiono fenotipicamente diversi, lo chiamiamo dimorfismo sessuale. La selezione sessuale, tuttavia, non si limita solo all'ornamento maschile. Esistono due tipi di selezione sessuale, intersessuale e intrasessuale. Nella selezione intersessuale, un sesso, tipicamente i maschi, mostrerà un certo tratto o comportamento con l'obiettivo di attrarre e accoppiarsi con il sesso opposto. La selezione intrasessuale, d'altra parte, avviene tra membri dello stesso sesso. Ad esempio, i leoni marini maschi competono per il dominio sulle colonie di femmine. Qui, la selezione intrasessuale agisce sulla fisiologia del leone marino, per renderlo abbastanza grande da competere con altri maschi per un gruppo di femmine. Ma con attributi come colori vivaci e dimensioni maggiori arrivano i costi. Come l'aumento della visibilità ai predatori o la diminuzione dell'immunità a causa della sovrapproduzione di androgeni. Ciò significa che la selezione naturale e la selezione sessuale sono spesso in contrasto l'una con l'altra, spingendo i tratti in direzioni opposte. Per questo motivo, gli individui con punteggi di qualità eccezionalmente alta o bassa sono rari. Invece, ci si aspetta che gli individui di qualità media costituiscano la maggioranza di una popolazione.

In questo laboratorio, eseguirai simulazioni di scenari di accoppiamento in cui femmine e maschi possono selezionare i loro compagni in base a quantità variabili di informazioni sulla qualità del loro potenziale compagno.