Sesso, triangoli, afidi e simbionti

Gli esseri umani hanno svariati svantaggi rispetto ad altri membri del regno animale.

Nel nostro antropocentrismo, ad esempio, consideriamo le malattie sessualmente trasmissibili un grosso problema, possibilmente da evitare.

Fossimo afidi, le malattie sessualmente trasmissibili potrebbero darci superpoteri.

Certo, avremmo sempre il non trascurabile problema di gigantesche vespe parassitoidi che deporrebbero uova nella nostra carne.

Gli afidi, normalmente, non fanno sesso.

Sono una di quelle comunità sogno delle femministe integraliste: generazioni intere di sole femmine che sono cloni esatti dei genitori. Fanno sesso una volta l’anno, in autunno, quando c’è la necessita di fare qualche maschio.

La riproduzione asessuata, ha, per le afide femministe, perfettamente senso: una figlia clone significa il 100% del proprio materiale generico nella generazione successiva, e dal momento che Darwin ci insegna che la vita è tutta una gara a chi riesce a far passare più geni nella generazione successiva, la partenogenesi sembra un’ottima strategia.

Perché allora fare sesso una singola volta l’anno, e dare origine a quei fastidiosi maschi ? Come in tutte le altre specie, le femmine vogliono qualcosa in cambio per far sesso: in questo caso, batteri.

Gli afidi hanno un piccolo problema ricorrente con vespe parassitoidi, a cui piace particolarmente depositare uova dentro questi afidi di modo che, una volta schiuse, le larve stiano al calduccio e abbiano nutrimento, finché non diventino sufficientemente grandi per far esplodere l’ospite dall’interno e pronte alla vita adulta. Le vespe mamma ci tengono ad avere il meglio per le loro larve.

Ma gli afidi portatori di Hamiltonella defensa possono sfuggire alla morte, perché i batteri che infestano il loro corpo distruggono le larve prima che possano svilupparsi. Chiaramente, vale la pena perfino di far sesso, per avere in cambio una protezione simile.

Si dà il caso, infatti, che le afidi clonali possano passare queste infezioni batteriche da madre in figlia, ma l’unico modo che due afidi non imparentati possano acquisire questa utile infezione è la riproduzione sessuata. E, come vorrebbe il buon senso, il numero di afidi infetti e la quantità di sesso in una popolazione aumenta all’aumentare della predazione: Quando i parassiti sono presenti, la pressione selettiva constringe gli afidi a fare stesso: niente parassiti, niente sesso. Forse non è così tanto bello essere un afide, dopo tutto.

Non tutti i ceppi di Hamiltonella defensa conferiscono la stessa protezione, però. Il che significa che anche coi parassiti in giro, è possibile che l’afide femmina sia restio alla copula. Non solo vogliono qualcosa in cambio, ma vogliono assicurarsi di avere il meglio.

Perché non tutti i ceppi di Hamiltonella defensa conferiscono la stessa protezione? Perché anche i simbionti hanno bisogno di un simbionte, ovviamente. Il batterio è un simbionte efficace solo quando è invaso a sua volta da un virus, un batteriofago chiamato APSE (Acyrthosiphon  pisum secondary endosymbiont, perché i biologi sono pieni di fantasia). Il batteriofago ha una forma di “simbiosi” stabile con il batterio, che viene chiamata lisogenia. In pratica, i virus, per essere riprodotti, infilano integralmente il loro DNA in quello del battere. A questo punto, il batteriofago può starsene seduto sugli allori, mentre il battere è totalmente ignaro che, ogni volta che replica se stesso, sta replicando anche il DNA del suo nemico. Dopo generazioni, se gli gira, il virus può decidere che è il momento di “diventare litico” esplodendo fuori dai suoi ospiti, costruire un mucchio di particelle virali, e andare a cercare altri batteri in cui annidarsi per un po’.

Questo come spiega il fatto che l’APSE permetta ad Hamiltonella di essere utile all’afide che vuole soltanto scopare ? Beh, oltre a farsi replicare i geni a costo zero, Hamiltonella esprime anche alcuni di questi geni senza neppure accorgersi. Tra questi geni, ci possono essere tossine che vengono completamente da un’altra specie. Non è insolito, ed è analogo a quello a cui accennavo ne “I pacifisti invisibili”.

Ad esempio, un ceppo dell’onnipresente E.Coli può cominciare a esprimere tossine da un batteriofago litico, STX. STX nel suo genoma ha, tra le altre cose, preso in prestito permanentemente i geni per le tossine di una specie completamente diversa, Shigella dysenteriae, geni che vengono “trapiantati” in E.Coli quando STX decide di infilarsi nel suo genoma. Queste tossine vengono espresse, ed ecco che il piccolo, innocente e puccioso E.Coli diventa in grado di causarvi la peggiore intossicazione alimentare che abbiate mai avuto.

Per Hamiltonella vale la pena far morire periodicamente gran parte dei suoi cloni perché, in cambio riceve in prestito la capacità di infliggere tanto dolore alle larve tramite specifiche tossine. E se Hamiltonella è difensivo, le femmine sono ben contente di riprodursi sessualmente. Almeno finché ci sono vespe assassine in giro.

Vale la pena rischiare di essere riempito di uova pur di spargere la propria progenie ?

Quando le vespe scarseggiano, ecco che Hamiltonella defensa non è più così necessaria. Niente vespe significa niente vantaggio per chi ha Hamiltonella infetta da APSE rispetto a chi ha Hamiltonella e basta; il che significa che ad Hamiltonella non conviene più restare in simbiosi con il fago, e nella popolazione il superpotere transimbiontico anti-vespa va perduto, mentre sempre più femmine si clonano invece che ricorrere al sesso.

A volte, neppure avere una malattia sessualmente trasmissibile è abbastanza per farti scopare.

Ma questo non è l’unico superpotere sessualmente trasmissibile. C’è un altro simbionte, Buchnera , che può trasformare afidi comuni in Targaryen, conferendogli una sorprendente resistenza alle alte temperature, permettendogli di diffondersi di più, e avere più figli.

Ma una singola mutazione nel codice genetico del batterio basta per trasformarlo da un simbionte positivo, ad un parassita deleterio. Gli afidi che portano il simbionte mutante, infatti, invece di essere più resistenti alle alte temperature, diventano infertili quando fa troppo caldo.

A questo punto, i più arguti seguaci di Darwin potrebbero obiettare:  se basta una singola delezione perché Buchnera aphidicola diventi deleteria e distrugga completamente le possibilità di trasferire i propri geni alla generazione successive, perché voler far sesso ? Beh, si da il caso che a climi freddi, il ceppo mutante di simbionte renda gli afidi in grado di fare più figli e ad un età più giovane, dandogli un vantaggio selettivo netto.  A seconda della situazione ambientale e del caso, fare sesso può essere una condanna od una benedizione.

  1. la divertita metafora di un sabato sera quasi perfetto.

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