programma

DARWIN DAY
2016
COSÌ FAN TUTTI
STRATEGIE SESSUALI E RIPRODUZIONE
NEL MONDO VIVENTE
MUSEO DI STORIA NATURALE DI MILANO
CORSO VENEZIA 55 - M1 PALESTRO
Aula Magna
18-21 FEBBRAIO 2016
In collaborazione con:
Società Italiana di Scienze Naturali (SISN)
Con la partecipazione di:
Associazione Didattica Museale (ADM)
Associazione Scienziati Naturalisti (ASN)
Centro Filippo Buonarroti (CFB)
Congress Service 2000
Italia Unita per la Scienza (IUS)
Pikaia il portale dell’evoluzione
Scienza in rete
Scienza Under 18
Società Italiana di Biologia Evoluzionistica
Sindaco di Milano
Giuliano Pisapia
Assessore alla Cultura
Filippo Del Corno
Direttore Centrale
Cultura
Giulia Amato
Direttore Servizio
Polo Mostre e Musei
Scientifici
Domenico Piraina
Comitato Organizzatore
Comitato Scientifico
Anna Alessandrello
MSNM
Anna Alessandrello
MSNM
Maurizio Casiraghi
Università di Milano
Bicocca, SIBE
Mami Azuma
MSNM
Nadia Grillo
Giornalista scientifica
Giorgio Bardelli
MSNM
Livia Molinari
CFB
Maurizio Casiraghi
Università di Milano
Bicocca, SIBE
Enrica Torretta
CFB
Giorgio Chiozzi
MSNM
Marco Ferraguti
Università di Milano, SIBE
MUSEO DI STORIA NATURALE DI MILANO
Corso Venezia 55, 20121 Milano
M1 Palestro - Passante ferroviario P.ta Venezia
Infopoint: 02 88463337
www.comune.milano.it/museostorianaturale
www.scienzenaturali.org
www.centrofilippobuonarroti.com
www.assodidatticamuseale.it
www.pikaia.eu
www.scienzainrete.it
Marco Ferrari
Giornalista scientifico
Michela Podestà
MSNM
Marcello Sala
Scienza Under 18
Stefano Scali
MSNM
INGRESSO GRATUITO SINO AD ESAURIMENTO POSTI
L’EVENTO POTRÀ ESSERE SEGUITO IN DIRETTA DAL SITO www.scienzainrete.it
SARÀ RILASCIATO ATTESTATO DI PARTECIPAZIONE
ASSOCIAZIONE PROFESSIONALE PROTEO FARE SAPERE
Soggetto Qualificato per la Formazione DM 08/06/2005
www.proteofaresapere.it - [email protected]
L’iniziativa essendo organizzata da soggetto qualificato per l’aggiornamento (DM 08.06.2005) è
automaticamente autorizzata ai sensi degli artt. 64 e 67 CCNL 2006/2009 del Comparto Scuola),
con esonero dal servizio e con sostituzione ai sensi della normativa sulle supplenze brevi e come
formazione e aggiornamento dei Dirigenti Scolastici ai sensi dell’art. 21 CCNL 11/4/2006 Area V e
dispone dell’autorizzazione alla partecipazione in orario di servizio.
Ernst Mayr una volta scrisse “we must admit: sex is wonderful”.
Naturalmente Mayr si occupava del sesso con gli occhi di
un biologo, cioè di quei meccanismi che rimescolano i geni
aumentando in modo straordinario la variabilità, primo motore
dell’evoluzione. Ma un altro aspetto della riproduzione ha
grande rilevanza negli studi evolutivi: la selezione sessuale, quel
fenomeno per il quale spesso sono favoriti dei caratteri che certo
non aiutano la sopravvivenza. Perché un pavone maschio, con il
suo colore blu acceso e l’ingombrante coda a forma di ruota, si
mostra così palesemente visibile ai predatori e così vulnerabile?
Scrive Darwin: “Gli effetti della selezione sessuale, quando si
mostrano in bellezza per affascinare le femmine, possono essere
definiti utili solo in un modo piuttosto forzato”. La risposta a
questo apparente contrasto non può che essere una: le femmine
preferiscono scegliere il maschio più forte e sano, con il piumaggio
più brillante e lo strascico di penne più lungo e maestoso.
Insomma, il maschio più bello.
E nelle piante? Anche se per le piante è probabilmente un po’
diverso, la bellezza, gli splendidi colori e le forme sofisticate
dei fiori, non diversamente dalle analoghe caratteristiche degli
animali, hanno a che fare col sesso. Il sesso è un’attività divertente
e noi umani siamo in sintonia con le numerosissime specie animali
che hanno intrapreso questa strada per riprodursi. Anche parlare
di sesso è divertente, malizie a parte.
Ciò che ci auguriamo è che per tutti i partecipanti al Darwin Day
2016 vi sarà motivo di piacere nell’ascoltare i molti relatori che ci
intratterranno parlando del sesso e delle sorprendenti strategie
riproduttive negli animali, uomo compreso, e nelle piante.
PROGRAMMA
GIOVEDÌ 18 FEBBRAIO
14:30
Indirizzi di saluto
Filippo Del Corno
Assessore alla Cultura del
Comune di Milano
Domenico Piraina
Direttore Servizio Polo Mostre e
Musei Scientifici
15:00
Sesso, evoluzione ed
adattamento
Andrea Pilastro, Università di
Padova
15:30
Sex and frogs and mating balls:
le strategie riproduttive degli
anfibi e dei rettili
Stefano Scali, MSNM
16:00
Ma tu… di che sesso sei? Insolite
storie di insetti e manipolatori
sessuali
Mauro Mandrioli, Università di
Modena e Reggio Emilia
16:30
Si può vivere senza sesso?
Alcuni animali lo fanno da milioni
di anni
Diego Fontaneto, CNR-ISE
Verbania Pallanza
17:00
Questione di feeling: segnali
chimici nel comportamento
sessuale dei sauri
Roberto Sacchi, Università di
Pavia
17:30
Dibattito con il pubblico
Modera: Maurizio Casiraghi,
Università Milano Bicocca, SIBE
21:00
Evoluti anonimi
Spettacolo teatrale a cura di
Scienza allo Specchio
Testo di Daniela Suman
Prenotazione obbligatoria tel 02
88463337 (lun/dom 9:00-13:00,
13:30-17:00)
VENERDÌ 19 FEBBRAIO
9:00
The X factor: stiamo perdendo
il cromosoma Y, che ne sarà dei
maschi?
Lisa Signorile, National
Geographic Italia
9:30
Sesso: sì o no? La riproduzione
nelle piante
Marco Caccianiga, Università di
Milano
10:00
Strategie riproduttive in acqua: i
mammiferi marini
Bruno Cozzi, Università di
Padova, SISN
10:30
Dibattito con il pubblico
Modera: Marco Ferrari,
giornalista scientifico
11:00-13:00
Laboratori didattici per studenti
- Anche gli spermatozoi si...
adattano
a cura di Umberto Fascio, CFB
- Microrganismi: piccoli, ma
ingegnosi
a cura di Stefano Bertacchi, IUS
- La coda del pavone e altre
storie evolutive
a cura di Giorgio Bardelli, MSNM
e Marcello Sala, Scienza Under 18
- La guerra dei sessi
a cura di ASN
14:30
Non solo selezione naturale:
Darwin, il sesso e la società
vittoriana
Elena Canadelli, Università di
Padova
15:00
Benefit-sharers and Imposters:
how flowers exploit the world for
sex
Louis Ronse De Craene, Royal
Botanic Garden Edinburgh
15:30
Sesso e potere nel bonobo: una
storia al femminile
Elisa Demuru, Museo di Storia
Naturale dell’Università di Pisa
16:00
Cinquanta sfumature di ominidi
fossili. Tutto quello che non vi
hanno detto sul sesso di Lucy e
dei Neanderthal
Giorgio Manzi, Sapienza
Università di Roma
16:30
Dibattito con il pubblico
Modera Marco Ferraguti,
Università di Milano, SIBE
SABATO 20 FEBBRAIO E
DOMENICA 21 FEBBRAIO
Giornate ludico-didattiche con e
per le famiglie a cura di ADM
Prenotazione obbligatoria
tel 02 88463337
dal lunedì alla domenica
dalle 9:00-13:00, 13:30-17:00)
Sabato 20 febbraio
ore 18:00
Il sesso raccontato dall’istrice
Adulti e ragazzi dai 15 anni.
Un’interessante e divertente
visita guidata in Museo per
comprendere a pieno, gioie
e dolori della vita sessuale
dei mammiferi e scoprirne
le incredibili strategie
riproduttive.
Domenica 21 febbraio
ore 11:30
La tartaruga di Mr. Darwin
Famiglie con bambini 3-6 anni.
Chi è Mr. Darwin? Il
misterioso “George il
solitario” ci accompagnerà
a conoscere la storia di
questo famoso personaggio
e ci porterà alla scoperta
degli ambienti in cui vivono
tartarughe marine e palustri
e le gigantesche testuggini
dell’isola d’Aldabra.
Domenica 21 febbraio
ore 15:00
Caratteri geni-ali
Famiglie con bambini 7-11 anni.
Perché i pavoni maschi hanno
una “coda” così elegante e
colorata mentre le femmine
sono poco appariscenti? Come
mai solo I maschi di cervo hanno
imponenti palchi ramificati
mentre le femmine non
portano, invece, alcun trofeo?
Un divertente appuntamento
permetterà di scoprire come
le differenze tra i sessi negli
animali nascondono curiose
strategie naturali indispensabili
alla sopravvivenza delle specie.
Al termine, un gioco metterà alla
prova i partecipanti in una sfida
all’ultimo incrocio.
Andrea Pilastro
Dipartimento di Biologia, Università di Padova
Sesso, evoluzione ed adattamento
La selezione sessuale, che deriva dalle differenze tra gli individui (generalmente
i maschi) nel successo riproduttivo, determina l’evoluzione di una stupefacente
varietà di adattamenti e strategie legate alla riproduzione. Essa opera accanto alla
selezione naturale, che seleziona invece caratteri legati alla sopravvivenza. Darwin
riteneva che i due processi agissero in modo concorde (i maschi meglio adattati
all’’ambiente sopravvivono e si riproducono con maggior successo), favorendo
quindi l’adattamento ai cambiamenti ambientali. La ricerca scientifica degli ultimi
anni ha dimostrato invece che non è sempre (spesso?) così e il ruolo della selezione
sessuale nel promuovere l’adattamento è al momento molto controverso.
Sex, evolution and adaptation
Sexual selection, due to differences in the reproductive success of individuals
(usually males), determines the evolution of an amazing variety of adaptations and
strategies related to reproduction. It operates along with natural selection, which
instead selects traits related to survival. Darwin believed that the two processes
acted concordantly – males that are better adapted to the environment will
survive and reproduce more successfully, generation upon generation, favouring
in this way adaptation to environmental change. However, scientific research has
recently shown that this is not always (often?) so. Thus, the role of sexual selection
in promoting adaptation is currently rather controversial.
Stefano Scali
Museo di Storia Naturale di Milano
Sex and frogs and mating balls: le strategie riproduttive degli anfibi e dei
rettili
Gli anfibi e i rettili sono stati i primi vertebrati ad affrancarsi, in parte o del tutto,
dalla vita acquatica e questo nuovo modo di vita li ha portati ad esplorare vie
riproduttive alternative per potersi adattare agli ambienti che dovevano essere
colonizzati di volta in volta. Si sono così evoluti nuovi sistemi per la deposizione
delle uova, meccanismi riproduttivi particolari per adattarsi a condizioni ambientali
estreme, come l’ovoviviparità o la partenogenesi, comportamenti di difesa della
prole e, soprattutto, nuove strategie sessuali per garantirsi un buon successo
riproduttivo. Queste ultime hanno portato all’evoluzione di complessi rituali di
corteggiamento, colori, ornamentazioni e canti utili ad attirare i partner, segnali
chimici di comunicazione, strategie territoriali, combattimenti, competizioni tra
maschi o, addirittura, tra spermatozoi e bizzarre posizioni di accoppiamento.
Parleremo di tutti questi argomenti, mostrando esempi eclatanti, come le strane
modalità di accoppiamento di alcune rane, le danze di corteggiamento dei tritoni,
i cruenti accoppiamenti di alcune lucertole o gli organi genitali bifidi dei serpenti,
per arrivare ai cumuli di serpenti giarrettiera (le cosiddette mating balls), dove
centinaia di individui si riuniscono per accoppiarsi in primavera.
Sex and frogs and mating balls: the reproductive strategies of amphibians
and reptiles
Amphibians and reptiles were the first vertebrates to free themselves – either in
part or completely – from aquatic life. This new lifestyle brought them to explore
alternative ways of reproduction in order to adapt to the environments that they were
gradually colonizing. Indeed, they evolved new ways for egg-laying – developing
specific reproductive mechanisms, such as ovoviviparity and parthenogenesis,
suitable for extreme environmental conditions – as well as behaviours aimed at
protecting their offspring, and, above all, new sexual strategies to guarantee
good reproductive success. These have led to the evolution of complex courtship
rituals; colouration, ornamentation and calls to attract partners; chemical signals
for communication; territoriality, fighting and competition between males and
even sperm; and bizarre mating positions.
We will discuss all these items, illustrating them with striking examples that go
from the strange approaches to mating of some frogs, the courtship dances of
newts, the bloody copulation of some lizards and the bifid genitals of snakes, to
the so-called mating balls of the garter snakes, comprising hundreds of individuals
teeming to breed on spring.
Mauro Mandrioli
Dipartimento di scienze della vita, Università di Modena e Reggio Emilia
Ma tu… di che sesso sei? Insolite storie di insetti e manipolatori sessuali
Wolbachia pipientis è un batterio con insolite capacità: è, infatti, in grado di
alterare la corretta determinazione del sesso negli organismi che infetta. Questo
peculiare comportamento deriva dal fatto che Wolbachia si trasmette da un
individuo all’altro per via verticale da madre in figlia. Per questo batterio quindi i
maschi non sono utili come “mezzi di trasporto” verso le generazioni future, ma
solamente un cattivo investimento di risorse. Perché non fare in modo, allora,
di avere solamente femmine nelle popolazioni infettate? Wolbachia ha quindi
imparato nel corso dell’evoluzione a manipolare il sesso dei suoi ospiti interagendo
direttamente con i loro geni con un’incredibile precisione come ben raccontano
numerose insolite storie di insetti manipolati”.
So… what sex are you? Unusual stories of insects and the manipulators of
their sex
Wolbachia pipientis is a bacterium with an unusual ability: it can alter the correct
sexual determination of the organism it infects. This peculiar faculty stems from
the fact that Wolbachia is transmitted between individuals only vertically from
mother to daughter. Infecting males, therefore, is a poor investment of resources,
as they are not useful as a ‘means of transmission’ of future generations of the
bacterium. Why, then, not have only females in the infectable population? Indeed,
during the course of Wolbachia’s evolution, it has learnt to manipulate the sex of
its hosts, interacting directly with their genes with incredible precision, as can be
appreciated from numerous unusual stories on the infected insects.
Diego Fontaneto
CNR-ISE Verbania Pallanza
Si può vivere senza sesso? Alcuni animali lo fanno da milioni di anni
La possibilità di sopravvivere, evolvere e diversificare su lunghi tempi evolutivi negli
eucarioti viene attribuita alla presenza dei processi di ricombinazione sessuale che
creano diversità e permettono la diffusione dei caratteri utili nelle popolazioni.
Tuttavia, ci sono organismi noti per essere asessuati e per aver apparentemente
diversificato in più specie. Questi organismi vengono quindi considerati come un
paradosso evolutivo. Durante la comunicazione esploreremo tre ipotesi alternative
per tentare di risolvere l’apparente paradosso, concentrandosi su rotiferi bdelloidei,
il gruppo più studiato di organismi in cui tutte le specie sono considerate asessuate.
Ipotesi 1: questi organismi possono avere una qualche forma nascosta di sesso.
Ipotesi 2: le specie non rappresentano entità biologiche ma nomi semplicemente
convenienti per noi. Ipotesi 3: se le ipotesi 1 e 2 non sono supportate, allora il sesso
non può essere considerato un requisito necessario per la speciazione. Forniremo
ampie prove contro le prime due ipotesi; poi, esploreremo il ruolo del sesso nella
speciazione confrontando rotiferi bdelloidei e monogononti, e concluderemo
con alcune spiegazioni alternative (ad esempio, il ruolo della recente scoperta
del trasferimento genico orizzontale) che potrebbero ancora cambiare la nostra
comprensione della speciazione negli animali asessuati.
Living without sex? Some animals have survived without it for millions of
years
The ability to survive, evolve and diversify over long evolutionary timescales is
attributed in eukaryotes to sexual recombination, a mechanism that creates sexual
diversity and disseminates useful traits within populations. However, we know of
asexually reproducing organisms that still have apparently diversified into a number
of different species. These organisms are considered an evolutionary paradox. At
the meeting, we will focus on bdelloid rotifers – the best-studied group in which
all species are considered to reproduce asexually – to explore three hypotheses
explaining this apparent contradiction: hypothesis 1, these organisms have some
hidden form of sexual reproduction; hypothesis 2, rather than representing real
biological entities, the classification of bdelloids into different species is only a
convenient way to organize them; and hypothesis 3, if hypotheses 1 and 2 are
wrong, then sex cannot be considered a requirement for speciation. We will
provide ample evidence against the first two hypotheses and discuss the role of
sex in speciation, comparing bdelloid with monogonont rotifers. We will conclude
with some alternative explanations – such as the recently discovered horizontal
gene transfer mechanism – that may change our understanding of speciation in
asexual animals.
Roberto Sacchi
Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente, Università di Pavia
È una questione di feeling. Segnali chimici nel comportamento sessuale dei
sauri
I segnali chimici svolgono un ruolo importante nella comunicazione intraspecifica
nei sauri e contribuiscono in modo determinante al mantenimento della loro
organizzazione sociale in quanto mediano la trasmissione di informazioni relative
all’identità degli individui, ai confini dei loro territori, al rango sociale dei maschi
all’interno della popolazione e, soprattutto, alle caratteristiche maschili che
possono influenzare la scelta femminile. I segnali chimici sono prodotti sotto
forma di secrezioni cerose emesse da specifiche ghiandole, dette “pori femorali”,
presenti sulla superficie ventrale delle cosce e sono emessi prevalentemente
dai maschi durante la stagione riproduttiva. L’importanza cruciale del ruolo dei
segnali chimici nei sauri è suggerita dal fatto che essi possiedono tre sistemi
per il rilevamento dei composti chimici ben sviluppati: narici specializzate per
la percezione di composti volatili, papille gustative estremamente sviluppate e
l’organo vomero nasale, uno specifico organo di senso chimico che associato a
una lingua estroflettibile aumenta la versatilità con cui questi animali possono
processare i segnali chimici. L’evoluzione della complessità dei segnali chimici
è risultato di diverse forze selettive, ma la selezione sessuale e in particolare la
scelta del partner da parte delle femmine hanno avuto un ruolo chiave. Tuttavia la
situazione è tutt’altro che uniforme tra le diverse specie di sauri e le diverse scelte
che le specie hanno adottato nel corso del tempo ha portato a soluzioni differenti
e a diversi compromessi con l’altro importante canale di comunicazione usato dai
sauri, la vista.
A question of feeling: chemical signalling in the sexual behaviour of lizards
Chemical signals play an important role in the intraspecific communication of
lizards: they contribute significantly to the maintenance of social organization by
mediating the transmission of information on the identity of the individual, on
territorial borders, on the social status of males within a population and, especially,
on the male characteristics that influence the choice of females. The chemical
signals are produced as waxy secretions from specific glands, called ‘femoral
pores’, found on the ventral surface of the thighs, and are issued predominantly
by males during the breeding season. The vital importance of chemical signalling
for lizards is suggested by the fact that these animals have three well-developed
systems for the detection of chemical compounds, namely: specialized nostrils
for the perception of volatile substances; highly developed taste buds; and
the vomeronasal organ, a specific organ for the detection of chemicals, which,
associated with an extendable tongue, increases the versatility with which the
chemical signals are processed. The evolution of the complexity of chemical
signalling in lizards is a result of different selective forces, but sexual selection,
and especially the choice of partners by females, has had a key role. However, the
picture is not uniform among the various species: indeed, the choices that each
has adopted over time has led to different solutions and to compromises with that
other important communication channel used by lizards – sight.
Lisa Signorile
National Geographic Italia
The X factor: stiamo perdendo il cromosoma Y, che ne sarà dei maschi?
L’antenato comune dei vertebrati non aveva cromosomi sessuali ed erano le
condizioni ambientali a stabilire il sesso dei nascituri, come avviene nei moderni
coccodrilli.
Un bel giorno un gene per la formazione dei testicoli dei mammiferi mutò, portando
al gene responsabile della mascolinizzazione dell’embrione, e un processo analogo
avvenne negli uccelli. Accanto a questo gene ne conversero altri, tutti convolti
nella mascolinizzazione, e nel tempo si ottenne il cromosoma Y.
Derive genetiche e perdita di geni per insufficiente selezione portarono però a
una “degradazione” di questo cromosoma. Nell’uomo sull’Y restano oggi solo
settantadue geni attivi, il 3% dei geni presenti al termine del Paleozoico. Questa
tendenza è condivisa anche dagli uccelli e da altri vertebrati, e alcuni animali si
sono già sbarazzati del tutto di questo scomodo cromosoma: il sistema XX/XY non
è più condiviso da tutti gli animali con cromosomi sessuali.
In questo seminario, tramite esempi, cercheremo la prova che qualcosa stia
davvero succedendo al cromosoma Y; vedremo se è possibile ottenere maschi
non XY, se alcuni animali se ne sono sbarazzati e perché’, o se l’Y non scomparirà
mai del tutto.
The X-factor: are we losing the Y chromosome, and what will become of
males?
The common ancestor of vertebrates did not possess sex chromosomes: it
employed a system of environmental control, like the one used by modern-day
crocodiles, to decide the embryo’s sex. One day a mammalian gene involved in the
formation of testes mutated, leading to the gene responsible for masculinization in
mammals. A similar process occurred in birds. Over time, other genes associated
to masculinization converged towards the first, mutated gene, eventually resulting
in the formation of the Y chromosome.
Across time genetic drift and loss of genes due to insufficient selection led to
the ‘degradation’ of this chromosome: There are now only seventy-two active
genes on the Y chromosome in humans, representing just 3% of the chromosome
genes at the end of the Palaeozoic era. This trend is shared by birds and other
vertebrates, and some animals have already rid themselves of this problematic
chromosome: indeed, the XX/XY mechanism is no longer shared by all animals
with sex chromosomes.
In this talk we will use examples to seek evidence that something is really happening
to the unfortunate Y chromosome: we will see if non-XY males do exist, why some
animals have swept the Y chromosome aside, and whether it will ever disappear
completely.
Marco Caccianiga
Dipartimento di Scienze della vita, Università di Milano
Sesso: sì o no? La riproduzione nelle piante
La riproduzione sessuale permette di introdurre una potente fonte di variabilità
nel patrimonio genetico, e siamo perciò abituati a considerarla come scelta quasi
obbligata per gli organismi. Tuttavia esistono casi tutt’altro che rari in cui questo
processo (già non semplice di per sé) diventa estremamente complicato. Nel caso
delle piante, un problema non da poco è che esse (di solito) non si muovono.
Finché le piante vivono in acqua il mezzo liquido protegge i gameti e permette
loro di nuotare a destinazione; addirittura l’intero organismo può muoversi e
fondersi con un altro con un processo di coniugazione. Le piante terrestri invece
sono immobili e immerse in un mezzo inospitale per i gameti; la dispersione deve
per forza essere affidata ad un’altra fase del ciclo vitale, quella delle spore, che
possono viaggiare affidate al vento.
Le piante terrestri hanno quindi subito una selezione divergente nelle diverse fasi
de loro ciclo vitale: quella che porta i gameti deve restare sempre più bassa per
garantire loro un mezzo liquido; quella che porta le spore diventa sempre più
alta. Questa divergenza è il filo conduttore dell’evoluzione delle piante terrestri:
i muschi, in cui la generazione che porta i gameti è dominante, rimangono ai
margini dell’avventura terrestre delle piante. Solo con le piante superiori
verrà finalmente garantita l’indipendenza dall’acqua grazie all’invenzione del
polline. Anche con questa brillante soluzione, le piante non possono cercarsi
attivamente col movimento: è necessario quindi lasciare aperta una scappatoia
all’autofecondazione, un altro “tabù” della riproduzione che le piante infrangono
spesso e volentieri. Solo poche piante hanno sessi separati su individui distinti
(l’unica garanzia per evitare l’autofecondazione), cosa che però comporta un costo
in termini di individui “non produttivi” (i maschi) e molti rischi in ambienti a bassa
densità o con dispersione difficile. Molte piante ermafrodite praticano quindi
l’autofecondazione, vista come un “bonus” da spendere in condizioni difficili in
cui l’incrocio diventa difficoltoso o incerto.
A questo punto la tentazione di rinunciare del tutto al sesso è forte. In fondo
così si cede alla progenie il 100% del proprio patrimonio genetico e si possono
trasmettere integralmente genomi “di successo”. Grazie alla loro organizzazione
piuttosto semplice le piante possono fare facilmente riproduzione vegetativa,
fino a sviluppare raffinati metodi di riproduzione clonale con conseguenze
sorprendenti, come in specie come Lomatia tasmanica in cui tutti gli individui
viventi appartengono a un unico clone. Lo sviluppo della poliploidia, che riduce
l’effetto delle mutazioni nocive, abbatte anche l’ultimo “tabù”: l’incrocio tra
specie diverse.
Le piante hanno quindi volto a loro vantaggio alcune apparenti limitazioni: la
scarsa mobilità e l’organizzazione piuttosto semplice. In questo modo hanno
esplorato tutte le possibilità della riproduzione. superando tutti i “dogmi” della
riproduzione sessuale. La nostra visione spesso “zoocentrica” della riproduzione
e dei concetti che ne derivano, come quello di specie, viene sfidata dalle scelte
diverse di organismi che abbiamo quotidianamente sotto i nostri occhi.
Sex: yes or no? Reproduction in plants
Sexual reproduction creates a powerful source of variability in the gene pool: we
are thus accustomed to regard it as an almost obligatory choice for organisms.
However, there are a significant number of cases in which this process – which is
already not simple in itself – becomes extremely complicated. Regarding plants,
a substantial problem lies in the fact that they usually cannot move around. In
the case of aquatic plants, the liquid milieu protects their gametes and does
allow them to drift to other destinations; even whole plants may be able to move
and conjugate with other individuals. Terrestrial plants, on the other hand, are
immobile and live in a medium that is inhospitable to gametes; dispersion must
necessarily be entrusted to another phase in their life cycle – the spores – which
travel entrusted to the wind.
Terrestrial plants have thus been subjected to divergent selection at the different
stages in their life cycle: those holding gametes must remain low to ensure a
liquid medium for them; those holding spores become increasingly taller. This
divergence is the underlying theme in the evolution of land plants: mosses, in
which the generation holding the gametes is dominant, remain at the margins of
the terrestrial venture of plants. Only in the higher plants is independence from
water finally guaranteed, thanks to the development of pollen. However, even with
this brilliant solution, plants cannot actively seek each other out via movement.
It follows that an opening must be left for self-fertilization, another reproductive
‘taboo’ that plants often break. Indeed, only a few species are characterized by
having the sexes separated onto distinct specimens – the only guarantee against
self-fertilization. But this has costs in terms of the presence of ‘non-productive’
individuals (i.e., the males) and the risks faced in a habitat with a low population
density or when dispersion results difficult. Self-fertilization is therefore commonly
carried out by hermaphrodite plants – it allows for a ‘bonus’ to be spent when
conditions make cross-pollination difficult or uncertain.
At this point, the pressure to completely abandon sexual reproduction is strong.
In effect, self-fertilization allows the next generation to acquire 100 per cent of the
parent’s gene pool, permitting a ‘successful’ genome to be entirely transmitted..
Thanks to their rather simple organization, plants can easily undertake vegetative
reproduction and even develop sophisticated methods of clonal reproduction with
surprising consequences, as in species like Lomatia tasmanica, in which all living
specimens belong to a single clone. Moreover, the development of polyploidy –
which reduces the effects of harmful mutations – breaks down a final ‘taboo’: the
crossbreeding of different species.
Plants have therefore turned to their advantage some apparent limitations, namely
scarce mobility and a rather simple organization. In this way, they have been able
to explore all possibilities of reproduction, overcoming the ‘dogmas’ of sexual
reproduction. Indeed, our often ‘zoocentric’ perspective of reproduction and the
concepts derived from it – such as that of species – are challenged by the different
paths followed by these organisms that we have daily under our very noses.
Bruno Cozzi
Dipartimento di Biomedicina comparata e Alimentazione, Università di Padova
Strategie riproduttive in acqua: i mammiferi marini
La riproduzione dei mammiferi marini avviene parzialmente (pinnipedi) o
totalmente (cetacei) in acqua. Possiamo intuitivamente immaginare come la ricerca
del partner, l’accoppiamento, la gestazione e il parto nei pinnipedi seguano molti
dei percorsi biologici conosciuti nei carnivori terrestri, pur con tutte le differenze
ambientali e fisiche. Più difficile è immaginare quale sia lo scenario che porti agli
incontri tra i due sessi e a tutte le fasi successive della riproduzione nei cetacei, la
cui vita è totalmente slegata dalla terra ferma.
Si pensi che delfini e balene non hanno il senso dell’olfatto (che tanto ruolo gioca
nelle specie terrestri) e posseggono una vista limitata non tanto dalle capacità
diottriche dell’occhio quanto dal mezzo acquatico che ne limita l’utilità. Si aggiunga
che anche il gusto non esiste come lo concepiamo noi. Che cosa rimane allora?
La relazione prenderà sinteticamente in esame i cambiamenti dell’apparato
endocrino e genitale dei cetacei, che – accompagnati dagli adattamenti evolutivi
del sistema nervoso centrale – consentono a questi mammiferi di attuare strategie
riproduttive efficaci nella vastità degli oceani, anche in presenza di segregazione
sessuale degli individui (vale a dire nel caso i maschi e le femmine abitino acque
diverse per buona parte dell’anno).
Infine si discuterà rapidamente del fenomeno della cosiddetta senescenza
riproduttiva, che in alcune specie favorisce la longevità estrema delle femmine
anche per decine di anni dopo la cessazione della ciclicità ovulatoria. Questo
fenomeno, che presenta delle analogie con la menopausa umana e di pochi altri
primati, riveste una grande importanza nella creazione di una socialità basata su
famiglie di individui.
Reproductive strategies in water: the marine mammals
Marine mammals reproduce in water either only partially – the case in the
pinnipeds – or totally – the case in the cetaceans. We can intuitively imagine how
the search for a partner, mating, pregnancy and birth in pinnipeds follows many
of the biological paths seen in terrestrial carnivores, despite all the environmental
and physical differences. It is more difficult for us to imagine how cetaceans,
whose lifestyle is totally removed from the presence of land, manage to meet for
procreation and carry out all the subsequent stages of their reproductive cycle.
Consider for a moment that dolphins and whales have no olfaction – a sense that
plays such an important role for terrestrial species – and possess limited vision, not
so much because they have poorly developed eyes, as because they are immersed
in a liquid medium that hinders the effectiveness of this organ. In addition, a sense
of taste does not exist as we conceive it. What is left, then?
At the meeting, we will briefly discuss the adaptations seen in the endocrine system
and genitals of cetaceans, which – together with those of the central nervous
system – allow these mammals to implement effective reproductive strategies
in the vastness of the oceans, even in those species for which the individuals are
sexually segregated, that is to say the males and females inhabit different waters
for much of the year.
Finally, we will give an overview of so-called ‘reproductive senescence’, which
favours the extreme longevity of females for decades after the cessation of
ovulation in some species. This phenomenon, which has similarities with the
menopause in humans and a few other primates, is of great importance in creating
a social structure based on families of individuals.
Elena Canadelli
Dipartimento di Biologia, Università di Padova
Non solo selezione naturale: Darwin, il sesso e la società vittoriana
Nell’Origine dell’uomo (1871) Darwin si interroga su come spiegare alcuni fenomeni
del mondo animale: il canto degli uccelli, i grandi palchi dei cervidi, le variopinte
code dei pavoni; caratteri che in molti casi sembrano essere più svantaggiosi che
vantaggiosi per l’animale che li porta. Perché, poi, in molte specie le femmine
sono morfologicamente diverse dai maschi? Che ruolo gioca la bellezza in natura
e qual è il ruolo della femmina nella scelta del partner? La risposta di Darwin sta
tutta in un fattore evolutivo autonomo rispetto alla selezione naturale: la selezione
sessuale, incentrata sul successo riproduttivo di alcuni individui sugli altri dello
stesso sesso. La natura diventa il teatro di sofisticati giochi di attrazione, tra i
corteggiamenti e gli ornamenti esibiti dai maschi e il gusto estetico all’opera nelle
scelte delle femmine. La cultura vittoriana non rimane indifferente a queste teorie,
che coinvolgono anche Homo sapiens. Temi quali la lotta per il possesso delle
femmine o l’uso degli ornamenti in natura e nelle società umane fanno così la loro
comparsa sulle copertine dei giornali satirici vittoriani o nei quadri degli artisti
della fine dell’Ottocento.
Not only natural selection: Darwin, sex and Victorian society
In The Descent of Man (1871), Darwin contemplates certain phenomena in the
animal world, such as the singing of birds, the large antlers in deer and the
colourful tail of peacocks, all characteristics that in many cases appear to be
more disadvantageous than advantageous for the animal. Moreover, why are the
females of many species morphologically different from the males? And what are
the roles played by beauty in nature and by females in choosing a mate? Darwin’s
answers were centred entirely on an evolutionary factor independent from natural
selection, namely sexual selection, which promotes the reproductive success of
some individuals over others of the same sex. Nature thus becomes a theatre of
sophisticated games of attraction, with courting behaviour and ornamentation in
males and aesthetic choices being carried out by females. Victorian culture did
not remain indifferent to this theory, which did not even spare Homo sapiens.
As a result, issues such as the fight for the possession of females and the role of
ornamentation in nature and in human societies started to make appearances on
the covers of Victorian satirical publications and in the paintings of the artists of
the late-nineteenth century.
Louis Ronse De Craene
Royal Botanic Garden Edinburgh
Benefit-sharers and imposters: how flowers exploit the world for sex
Pollination is one of the most fascinating aspects of plant life, allowing sexual
reproduction. The evolution of flowers was only possible thanks to animals, which
have become the essential vectors of pollen. The reliance on insects necessitated
the evolution of attractive cues, such as odours and a colourful perianth, as well as
rewards in the form of food bodies, pollen or nectar.
The flowers generally hook in in the life-cycle and behavior of potential pollinators,
by creating complex patterns of attraction and reward. Some flowers cater for the
masses, where one size fits all, and others are highly specialized, tailoring for only
one size. By an interplay of attraction and rewards, evolution of pollinators and
flowers became strongly linked. In most cases this co-evolution is beneficial, but
in extreme cases flowers act as deceivers. Different examples show this intricate
relationship and how flowers become the masters in attaining their sexual goals.
The balance of attraction and reward makes that flowers have evolved towards
greater specialization, involving specific animal pollinators and the development
of highly tuned morphologies. A shift to wind pollination only happened later and
led to the loss of the attractive gear of flowers. However, as soon as conditions
were favourable, a reversal to animal pollination took place, where flowers used
any available means to become attractive again.
The importance of pollination for humans and the current threats to the balance
of flower and pollinator are highlighted.
Condivisione di benefici e imbrogli: come i fiori sfruttano il mondo per il
sesso
L’impollinazione è uno degli aspetti più affascinanti della vita delle piante e
consentono la riproduzione sessuale. L’evoluzione dei fiori è stata possibile solo
grazie agli animali, che sono diventati vettori essenziali del polline. Appoggiarsi
agli insetti ha reso necessaria l’evoluzione di segnali attrattivi, quali odori e perianzi
colorati, ma anche gratificazioni, in termini di cibo, polline o nettare.
I fiori di solito entrano nel ciclo vitale e nei comportamenti dei potenziali
impollinatori creando complessi modelli di attrazione e ricompensa. Alcuni
fiori mirano ad una strategia di massa, dove prevale la “taglia unica”, mentre
per altri , altamente specializzati, vige un adattamento “su misura”. Con un
gioco di attrazione e ricompensa, l’evoluzione degli impollinatori e dei fiori si è
strettamente collegata. In molti casi questa coevoluzione è benefica, ma in casi
estremi i fiori si comportano come dei simulatori. Vari esempi mostrano questa
complessa relazione e come i fiori siano diventati dei maestri nel raggiungere i
loro obiettivi sessuali.
Il bilanciamento di attrazione e ricompensa fa sì che i fiori si siano sempre
più specializzati, attraverso impollinatori specifici e morfologie altamente
sofisticate. Lo spostamento verso l’impollinazione anemofila accadde solo in un
secondo tempo e ha portato alla perdita dei meccanismi di attrazione dei fiori.
Tuttavia, al ripristinarsi di condizioni nuovamente propizie, si delineò un ritorno
all’impollinazione da parte degli animali, e i fiori tornarono a usare qualunque
mezzo disponibile per risultare nuovamente attraenti.
Verranno sottolineate l’importanza dell’impollinazione per l’uomo, e le attuali
minacce all’equilibrio fra fiori e impollinatori.
Elisa Demuru
Museo di Storia Naturale dell’Università di Pisa
Sesso e potere nel bonobo: una storia al femminile
Scimpanzé e bonobo sono in egual misura le due specie viventi più prossime
all’uomo, ma non godono certamente della stessa fama. Infatti, mentre il primo
è conosciuto da tutti come il cugino “maschilista, irascibile e guerrafondaio”,
ben pochi conoscono il cugino “femminista, tollerante e pacifista”. A differenza
dello scimpanzé, infatti, il bonobo vive in una società pacifica dove il potere è
concentrato nelle mani delle femmine che, nonostante non siano tra loro legate
da vincoli di parentela, stringono alleanze talmente forti e durature da riuscire a
dominare il sesso forte. Ma quali sono le strategie che garantiscono alle femmine
le posizioni di comando? Un ruolo chiave è giocato dal sesso, come mezzo per
allentare la tensione sociale, ridurre la competizione tra maschi e favorire la
nascita e il mantenimento di quei legami che rendono il bonobo uno straordinario
esempio della creatività della natura.
Sex and dominance in the bonobo: The story of a feminine power
Chimpanzees and bonobos are humans’ two closest living relatives, but they
certainly do not enjoy the same reputation. Indeed, while many know the ‘sexist,
irascible and war-prone’ chimpanzee, only few have ever heard about the
‘feminist, pacifist and tolerant’ bonobo. Unlike the chimpanzee, the bonobo lives
in a peaceful society in which power is concentrated in the hands of unrelated
females, that dominate males by establishing strong and long-lasting bonds
and alliances. But what strategies do females follow to reach and preserve their
leadership positions? A key role is played by sex as a means to ease social tension,
reduce competition between males, and encourage the creation and maintenance
of those social ties that make the bonobo an outstanding example of the creativity
of nature.
Giorgio Manzi
Museo di Antropologia “Giuseppe Sergi”, Dipartimento di Biologia Ambientale,
Sapienza Università di Roma
50 sfumature di ominidi fossili. Tutto quello che non vi hanno detto sul sesso
di Lucy e dei Neanderthal
A prima vista potrebbe sembrare che noi umani passiamo gran parte del nostro
tempo a cercare un esemplare dell’altro sesso allo scopo di riprodurci. Detto così
appare quasi una burla, ma d’altra parte è un po’ quello che succede davvero,
anche se tutti sappiamo che il nostro comportamento è ben più complicato di
qualunque schema e che non si presta a banali semplificazioni. In ogni caso,
che il sesso sia importante nella nostra specie (anche nella nostra specie) se
ne sono accorti in molti. Per noi (non solo per noi) il sesso è molto di più di
una faccenda meramente riproduttiva, visto che la complessità della nostra
psiche ci gioca il tiro di trasformare il mezzo in un fine. Quello che sarebbe
un impulso procreativo diventa anche un’occasione d’incontro, una forma di
rapporto sociale che rassicura affettivamente e che dona piacere; così, senza
pensare alle finalità riproduttive. Se n’era accorto un certo Darwin, quando si
decise ad affrontare il caso particolare della nostra specie e a pubblicare (nel
1871) il trattato in due volumi «L’origine dell’uomo e la selezione sessuale».
Possiamo pensare che l’obiettivo fosse quello di dare finalmente seguito a
quell’unica frase riguardante la nostra specie che aveva inserito nell’«Origine
delle specie» (1859): ... luce si farà sull’origine dell’uomo e la sua storia. Ma
Darwin va oltre: rielaborando la sua stessa teoria nell’applicarla alla nostra
specie, riconsidera l’idea di “selezione” con una sostanziale integrazione, che
chiama appunto “selezione sessuale”. Qui l’azione selettiva non è legata alla
mera sopravvivenza in rapporto alle pressioni dell’ambiente naturale (come il
clima o le risorse alimentari), ma è riferita alle dinamiche interne alle comunità e
alla socialità. Di conseguenza, dovendo essere qualcosa che influisce in termini
riproduttivi sul successo del più adatto, Darwin non poté che pensare al sesso e
principalmente a quella che chiamò la “female choice”: la scelta operata dalle
femmine nei confronti dei maschi più prestanti. Ma come va esattamente inteso
questo aggettivo (prestanti)? Non sarà che è un po’ come accade fra i pavoni
o fra i cervi, dove si sono evolute code smisurate o imponenti palchi di corna
ramificate? Simili “accessori” di certo non facilitano la sopravvivenza, né aiutano
a procacciarsi il cibo, anzi rendono la vita più problematica, ma fungono da
infallibile segnale e richiamo sessuale. Da un certo punto di vista, noi siamo
stati più fortunati, visto che nel nostro caso l’accessorio (uno degli accessori)
sarebbe il nostro abnorme ed efficientissimo cervello; almeno, questo dicono o
sembrano voler dire i fossili.
50 shades of fossil hominids: everything you need to know about sex for Lucy
and the Neanderthals
At first glance, it might seem that we humans spend much of our time searching
for a specimen of the opposite sex in order to reproduce. Said like that, it seems
almost a joke; nonetheless, it is exactly what happens, although we all know that
our behaviour is far more complex than any scheme and does not lend itself to
banal simplification. In any case, it has not gone unnoticed by many that sex is
important also for our species. For us, sex is much more than merely a reproductive
matter, seeing that the complexity of our psyche has turned the means into an
end. What should be an impulse to procreate, becomes an opportunity to meet
and form affective social relationships that reassure and give pleasure, without
dwelling on the reproductive connotations. Darwin noticed this when he decided
to deal with the particular case of our species, publishing in 1871 the two-volume
treatise The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex. It seems that his
aim was to follow up on the sole sentence we wrote regarding our species in
On the Origin of Species (1859): ‘...Light will be thrown on the origin of man
and his history’. But Darwin went further. Reworking his own theory to apply to
our species, he reassessed the idea of ‘selection’ by substantially integrating it
with what he called ‘sexual selection’. In this, selection is not related to mere
survival in relation to the pressures of the natural environment (such as climate
or food resources), but refers to the internal dynamics of the community and of
socializing. Consequently, since the selective pressure must be something that
affects the reproductive success of the fittest, Darwin could not but think about
sex, and mainly about what he termed ‘female choice’ – the choice made by
females for the best-performing males. But how exactly should one interpret
‘best-performing’? Could it be similar to what happens with peacocks or deer,
in which over-sized tails and imposing branched antlers have developed? Such
‘accessories’ certainly do not facilitate survival, nor help obtain food; in actual
fact, they make life more difficult. But they do serve as an infallible sexual signal
and call. From a certain perspective, we have been lucky in that our accessory (or
one of our accessories) seems to be our abnormal, extremely efficient brain. At
least that is what the fossils appear to point to.