Dimorfismo sessuale: in cosa consiste, nei vertebrati e negli invertebrati

Il dimorfismo sessuale consiste nelle differenze fenotipiche osservate tra maschi e femmine della stessa specie. Queste distinzioni non si limitano al campo della morfologia (come la dimensione del corpo, il colore, tra gli altri), ma includono anche caratteri a livello fisiologico ed etologico. Al contrario, quando individui di entrambi i sessi nella stessa specie sono simili o identici nell'aspetto, viene usato il termine opposto: le specie monomorfiche.

Queste caratteristiche che consentono di distinguere tra i sessi tendono ad essere più importanti nei maschi che nelle femmine - anche se ci sono importanti eccezioni - e sono considerate adattive. Si propone che queste funzionalità aumentino l'idoneità o la forma fisica di ogni sesso, massimizzando il successo riproduttivo.

Queste caratteristiche aumentano l'adeguatezza biologica in due modi: essere più attraente per il sesso opposto (come i colori colorati degli uccelli, come pavoni e uccelli del paradiso) o servire come armi per combattere in incontri con individui dello stesso sesso (come le corna) e la ricompensa è l'accesso al sesso opposto.

Sebbene il termine sia stato usato principalmente in zoologia, il fenomeno è stato riportato anche nelle piante.

Cos'è il dimorfismo sessuale?

Il termine dimorfismo significa "due forme". Pertanto, il dimorfismo sessuale si riferisce alle differenze tra individui di entrambi i sessi nella stessa specie.

Il dimorfismo sessuale comincia a essere più evidente mentre l'organismo cresce e si sviluppa. Generalmente, negli stadi prematuri dell'organismo, l'aspetto tra i sessi varia in modo insignificante.

Le caratteristiche sessuali che appaiono dopo l'età della maturità sessuale sono chiamate "caratteristiche sessuali secondarie". Le caratteristiche sessuali primarie, d'altra parte, sono direttamente collegate al processo riproduttivo: gli organi sessuali.

Le differenze tra maschi e femmine possono verificarsi a diversi livelli: caratteri morfologici (anatomia, dimensione, colorazione), fisiologia, ecologia, comportamenti, tra gli altri.

Ad esempio, in alcune specie i maschi sono grandi e colorati, e le femmine sono piccole e con colorazioni criptiche. Allo stesso modo, ci sono comportamenti che si verificano solo in un sesso e che non vediamo mai nell'altro.

Evoluzione del dimorfismo sessuale

Perché certi tratti sono unici per un solo sesso, in una specie? Perché ci sono specie con dimorfismo sessuale, mentre in altri gruppi filogeneticamente vicini sono specie monomorfiche?

Queste domande hanno stimolato la curiosità dei biologi evoluzionisti, che hanno proposto diverse ipotesi per spiegarle. Come vedremo in seguito, i meccanismi della selezione naturale e della selezione sessuale sembrano spiegare in modo soddisfacente questo fenomeno ampiamente distribuito nel mondo naturale.

Ruolo della selezione sessuale

Comprendere i meccanismi che hanno dato origine all'emergenza del dimorfismo sessuale ha affascinato i biologi evolutivi per decenni.

Già nell'era vittoriana, il famoso naturalista britannico Charles Darwin iniziò a formulare ipotesi al riguardo. Darwin riteneva che il dimorfismo sessuale potesse essere spiegato attraverso la selezione sessuale. In questo contesto, le forze evolutive agiscono in modo differenziale sui sessi.

Queste caratteristiche differenziali offrono un vantaggio individuale rispetto ai suoi pari dello stesso sesso e della stessa specie, in termini di opportunità di trovare un compagno e di copulare. Sebbene ci siano alcune domande relative alla selezione sessuale, è una componente cruciale della teoria evolutiva.

Perché i maschi di solito sono appariscenti e le femmine no?

La selezione sessuale è in grado di agire con forza considerevole e portare le caratteristiche fisiche a un optimum naturalmente selezionato.

Poiché la variazione nel successo riproduttivo dei maschi è tipicamente maggiore rispetto alle femmine (questo si verifica prevalentemente nei mammiferi), i tratti sessualmente dimorfici appaiono spesso nei maschi.

Esempi di questo sono le colorazioni sorprendenti nella pelliccia, ornamenti e armamenti per affrontare i loro avversari maschi e attirare le femmine.

eccezioni

Sebbene sia il più comune, le caratteristiche esagerate e colorate nei maschi non sono onnipresenti di tutti gli organismi viventi. La competizione per la riproduzione tra le femmine è stata segnalata in diverse specie.

Pertanto, sono le donne che esibiscono caratteristiche arbitrarie esagerate legate all'aumento del successo nel trovare un partner e raggiungere la riproduzione.

L'esempio più noto di questo fenomeno si verifica nella specie di uccello Actophilornis africanus. Le femmine hanno corpi più grandi dei maschi e affrontano intense battaglie per ottenere un'occasione di accoppiamento.

Ruolo della selezione naturale

Altre caratteristiche sembrano essere meglio spiegate usando il meccanismo della selezione naturale, rispetto alla selezione sessuale stessa.

Ad esempio, una varietà di fringuelli appartenenti al genere Geospiza abitano le isole Galapagos . In ogni specie, la morfologia del picco varia tra i membri maschili e quelli femminili. Questo fatto è spiegato dalle diverse abitudini alimentari che caratterizzano ogni sesso in particolare.

Allo stesso modo, la selezione naturale è in grado di spiegare le differenze nelle dimensioni degli animali - di solito le femmine hanno dimensioni e masse corporee più grandi.

In questo caso, la dimensione maggiore favorisce energicamente i processi di gravidanza e allattamento, oltre a permettere di dare alla luce individui più grandi.

In conclusione, i caratteri che differenziano gli individui di entrambi i sessi potrebbero derivare sia dalla selezione naturale che dalla selezione sessuale. Tuttavia, il confine tra i due è difficile da stabilire.

Oggigiorno, si ritiene che il grado di dimorfismo sessuale esistente in alcune specie sia il risultato delle differenze esistenti nella somma di tutte le pressioni selettive che colpiscono in modo differenziale maschi e femmine.

Cause ecologiche

Una visione alternativa cerca di spiegare l'aspetto del dimorfismo sessuale in natura. Questo si concentra sulle cause ecologiche del processo e su come i diversi sessi sono adattati alle diverse nicchie ecologiche.

Questa idea è stata anche presentata negli scritti di Darwin, in cui il naturalista dubitava che gli adattamenti ecologici specifici di ciascun sesso fossero o non fossero comuni in natura. Questa ipotesi, relativa alla nicchia ecologica, è stata testata principalmente negli uccelli.

Le differenze nei tratti fenotipici determinano la separazione nella nicchia. Questo fatto porta ad una diminuzione della concorrenza intraspecifica (all'interno della stessa specie).

Negli animali

Nel regno animale, il fenomeno del dimorfismo sessuale è abbastanza comune, sia nei vertebrati che negli invertebrati. Descriveremo gli esempi più rilevanti di ciascun lignaggio.

Nei vertebrati

Nei vertebrati, il dimorfismo sessuale è presente a livello fisiologico, morfologico ed etologico.

pesce

In alcune specie di pesci, i maschi presentano colorazioni brillanti che sono legate al corteo del sesso opposto.

Alcuni pesci presentano lotte tra i maschi per ottenere l'accesso alle femmine. Non esiste un modello generale di dimensioni tra i sessi; in alcune specie il maschio è più grande, mentre in altre la femmina ha la dimensione corporea più grande. C'è un caso estremo in cui il maschio è 60 volte più grande della femmina.

Anfibi e rettili non aviari

Negli anfibi e nei rettili, il livello del dimorfismo sessuale varia molto a seconda della linea studiata. In questo gruppo, le differenze sono solitamente presenti nelle dimensioni, nella forma e nella colorazione di alcune strutture. Negli anuri (rane) i maschi esibiscono canzoni melodiche notturne per attirare i loro potenziali partner.

pollame

Negli uccelli, il dimorfismo sessuale si manifesta nella colorazione del piumaggio, nelle dimensioni del corpo e nel comportamento. Nella maggior parte dei casi, i maschi sono più grandi delle femmine, anche se ci sono delle eccezioni.

La stragrande maggioranza dei maschi esibisce colorazioni vivaci e un'importante varietà di ornamenti, mentre le femmine hanno colori opachi e criptici. Come accennato in precedenza, queste differenze sono dovute principalmente a contributi non uguali durante il processo riproduttivo.

I maschi di solito realizzano esibizioni di corteggiamento complesse (come le danze, ad esempio) per ottenere un compagno.

Si ritiene che una colorazione così marcata e la presenza di strutture sporgenti indichi alla femmina lo stato fisiologico del maschio - poiché una colorazione opaca è correlata alla presenza di agenti patogeni e al cattivo stato di salute.

Nelle specie in cui il contributo nella riproduzione e nella cura dei genitori è distribuito in modo simile in entrambi i sessi, il dimorfismo è meno pronunciato.

mammiferi

Nei mammiferi, il maschio è solitamente più grande della femmina e questa differenza è attribuita ai meccanismi della selezione sessuale. Le differenze riscontrate tra entrambi i sessi dipendono dalla specie studiata, quindi non è possibile stabilire un modello generale.

Negli invertebrati

Lo stesso modello che i vertebrati mostrano, osserviamo negli invertebrati. Specie diverse variano in termini di dimensioni del corpo, ornamenti e colori.

In questo lignaggio, si osservano anche le abilità tra i maschi. In alcune farfalle, i maschi mostrano colorazioni iridescenti e le femmine sono bianche.

In alcune specie di aracnidi, le femmine sono significativamente più grandi dei maschi e mostrano cannibalismo.

Nelle piante

Il termine selezione sessuale è stato ampiamente utilizzato dagli zoologi. Tuttavia, può essere estrapolato alla botanica. Le differenze sono abbastanza marcate in termini di caratteristiche generali e non molto significative quando ci concentriamo su caratteristiche sessuali secondarie.

Mentre è vero che la maggior parte dei fiori con fiori sono ermafroditi, il dimorfismo sessuale si è evoluto in diversi lignaggi con sessi separati.