L’articolo di Sonia Belardinelli pubblicato su il Bo Live dell’Università di Padova approfondisce,  grazie a uno studio, l’evoluzione degli spermatozoi nei vertebrati terresti.

… il problema di cui i ricercatori si sono occupati riguarda l’evoluzione degli spermatozoi nei vertebrati terrestri. Il titolo richiama la famosa canzone di Renato Zero, che ironizza sulla complessità e le dinamiche di una relazione a tre.

I ricercatori dell’Università di Padova e del National Biodiversity Future Center hanno infatti pubblicato su  Nature Communications uno studio sull’evoluzione della dimensione degli spermatozoi.

La ricerca si è concentrata sulla variabilità nella dimensione degli spermatozoi tra i tetrapodi, scoprendo che non esiste una correlazione lineare tra la lunghezza degli spermatozoi e la massa corporea.

Tra gli animali a quattro zampe (noti, in termini scientifici, come tetrapodi) si è evoluta, nel corso del tempo, una vistosissima variabilità in termini di massa corporea. Nei tetrapodi, infatti, troviamo animali grandi pochi millimetri (i più piccoli appartengono alla classe degli anfibi) e animali che raggiungono l’incredibile lunghezza di trenta metri, come la balenottera azzurra. A questa diversità nella dimensione corporea, tuttavia, non corrisponde una altrettanto ampia variabilità nella grandezza delle cellule che li compongono.
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Vi sono però alcune eccezioni, tra cui gli spermatozoi, le cellule sessuali maschili, che hanno il compito di trasportare metà del genoma del maschio all’ovulo, dove si fonde con la metà materna dando così avvio ad un nuovo individuo. Anche se la funzione è la stessa, gli spermatozoi possono variare, tra le diverse specie di tetrapodi, da meno di 20 µm (0.02 mm) a più di 23 mm (entrambi i record sono detenuti da anfibi).

Utilizzando il metodo della multi-ottimizzazione di Pareto per analizzare i dati di 1388 specie, gli studiosi hanno rivelato che la competizione spermatica e la fecondità sono fattori chiave nella lunghezza degli spermatozoi.

Questo metodo si basa sull’idea che la maggior parte delle strutture biologiche abbia più funzioni, e che l’espressione di queste strutture non possa massimizzare contemporaneamente tutte queste funzioni.
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Quel che la letteratura scientifica ha finora appurato sull’argomento è che i fattori che concorrono alla variabilità nella grandezza degli spermatozoi sono molteplici. Vi sono fattori funzionali come la fecondazione interna o esterna: nel primo caso, gli spermatozoi tendono ad essere più grandi che nel secondo caso. Un altro fattore molto importante è la competizione spermatica, che è massima nelle specie le cui femmine hanno un comportamento sessuale promiscuo e in cui, quindi, gli spermatozoi di diversi maschi devono competere per sperare di fecondare le stesse uova: a questa pressione selettiva si può rispondere, a seconda delle circostanze e dei vincoli ecologici e fisiologici presenti, aumentando il numero degli spermatozoi prodotti e producendone di più grandi e più veloci (e quindi più costosi). Un ulteriore elemento di cui già in precedenza era stata appurata l’associazione con la lunghezza degli spermatozoi è la fertilità delle femmine: all’aumentare del numero di uova disponibili per la fecondazione si associa, in alcune specie di vertebrati, una maggiore lunghezza degli spermatozoi. Infine, è stato proposto che vi sia una correlazione positiva tra la massa corporea, il tasso metabolico dell’organismo e la grandezza del genoma della specie, e la lunghezza degli spermatozoi.

Dagli studi sembra non esserci quindi

…una correlazione lineare tra la lunghezza degli spermi e la massa corporea: gli spermatozoi più lunghi, insomma, non vengono prodotti dagli animali più grandi, ma solo da specie animali di taglia medio-piccola.

E inoltre

…da un punto di vista fisico, infatti, un genoma più grande dovrebbe richiedere un aumento della grandezza dello spermatozoo, che deve “trasportare” un nucleo più grande e perciò incontra una maggiore resistenza all’avanzamento nel suo movimento verso l’uovo. Al contrario, l’analisi ha mostrato che le specie che producono spermi più lunghi hanno in realtà genomi significativamente più contenuti.

Sono necessarie ulteriori ricerche per chiarire i risultati ottenuti e comprendere meglio le dinamiche evolutive.