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Titolo: l'utilita' del sesso (lungo)

Non so se ricordate un 3D di qualche tempo fa, in cui si discutevano i
vantaggi della riproduzione sessuata su quella asessuata. Danilo,
assolutamente controtendenza, suggeriva che la riproduzione asessuata
doveva avere dei significati evolutivi che non riuscivamo a vedere, se
molte specie possono permettersi di andare aventi solo con quella.
All'epoca non mi aveva molto convinta. ho trovato tuttavia su New Scientist
di un paio di settimane fa un bell'articolo scritto da Christopher Wills,
biologo dell'Universita' di California, ed autore del libro in printing
"Understanding evolution" che uscira' l'anno prossimo.
Wills la pensa esattamente come danilo: come fanno i rotiferi a sopravvivere
senza problemi senza fare sesso da 70 milioni di anni? e' un tempo che
sarebbe lunghetto anche per i cattolici fondamnetalisti...
questo apre problemi biologici, dal momento che la spiegazione classica del
sesso e' lo scambio genetico per eliminare difetti e anomaliee per creare
progenie adattabile a vivere anche in caso di variazioni ambientali. 
A quanto pare per i rotiferi tutto cio' non e' vero: ce ne sono piu' di 300
specie asessuali in tutto il mondo.
wills e i suoi hanno testato le differenti teorie proposte ottenendone che
tra riproduzione sessuata e asessuata l'equilibrio e' molto labile e
piccole variazioni possono spingere in una direzione o in un'altra.
se si parte da due coppie, una di organismi con riproduzione sessuata e uno
di organismi con riproduzione asessuata, supponendo che ognuno faccia due
figli a generazione, il numero di quelli a riproduzione sessuata non varia
nel tempo, quelli a riproduzione asessuata aumentano in base alle potenze
di due in maniera esponenziale. Questo problema e' noto come il "duplice
costo del sesso". Se un membro di una specie sessuata muta per essere
asessuato, ben presto la sua progenie, piu' rapida, assorbira' tutte le
risorse postando la specie sessuata all'estinzione. Da questo punto di
vista il sesos e' perdnete. 
Cio' spiegherebbe i rotiferi: avevano un buon set di geni di partenza, e non
avevano bisogno di sesso, anzi.
Tuttavia e' ben noto che le specie asessuate durano in genere un battito di
ciglia, in tempi evoluzionistici: un set di geni che era favoloso 70
milioni di anni fa potrebbe non essere piu' buono adesso che le condizioni
ambientali sono tanto cambiate. Eppure le lente mutazioni casuali sonos
tate sufficienti.
L'asessualita' vince nel breve termine, ma il lungo termine a quanto pare
non e' una barriera assoluta. 
Wills & co. hanno osservato il comportamento di un genere di pescetti,
Poeciliopsis (parenti dei guppies, suppongo, Poecilia reticulata). Questi
se si riproducono tra specie diverse danno progenie che si riproduce solo
per via asessuata. Quel che hanno osservato e' che in condizioni estreme ma
stabili, come una pozza di acqua troppo calda, ci sono solo pesci
asessuati, in quanto la loro progenie tutta uguale e altamente
specializzata e' quella che sopravvive meglio in condizioni estreme, mentre
in condizioni di variabilita' stagionale della temperatura, nel fiume, ci
sono solo pesci a riproduzione sessuata. 
altro esempio viene dal regno vegetale, considerando che le piante possono
"scegliere" se essere sessuate o asessuate. Nymphaea lotus, la ninfea
egiziana, in condizioni di stabilita', nelle marcite native, si riproduce
per il 20% in forma sessuata e il resto per stoloni. Ma se invade un campo
limitrofo si riproduce in via sessuata solo per il 10%, premiando
evidentemente la velocita' sulla variabilita' genetica. In molte piante,
quindi, il bilancio sessuato/asessuato dipende dalle condizioni ambientali
contingenti, favorendo l'asessualita' in condizioni stabili, almeno in
tempi di una generazione, e la sessualita' in caso di variazioni spaziali o
temporali. 
E a proposito di variazioni spaziali, c'e' la teoria "tangled banks".
Darwin, negli ultimi paragrafi dell'"origine delle specie", osserva queste
rive convolute e complesse (per mark: come tradurresti "tangled"?),
ricoperte di piante, uccelli, insetti bla bla bla, e dice che la sua teoria
dll'evoluzione spiega questa complessita'.
La complessita' spaziale e' chiamata in causa, quindi, per spiegare il
vantaggio della sessualita', a dispetto del suo duplice costo: in presenza
di tanti microambienti, tutta la progenie, diversa, di due genitori
sessuati trovera' un angolino adatto a se dove vivere, mentre gli
asessuati, tutti uguali, si sovraffolleranno nei pochi spazi adatti. 
Bella idea, ma con poche prove sperimentali a supporto: Bell e Burt hanno
cercato di dimostrare infatti, invano, che la ricombinazione genica di
specie sessuate con un gran numero di figli fosse maggiore che nelle specie
a basso numero di figli: in pratica piu' ricombinazione per i topi che per
i primati, ma non funziona cosi'.
Quindi la variazione spaziale non da vantaggi alle specie sessuate, niente
teoria "tangled banks". 
Stara' quindi il vantaggio nelle variazioni temporali? le pulci d'acqua o
Daphnie, ben note agli acquariofili, si riproducono asessualmente e
velocemente per tutta l'estate, ma prima dell'autunno producono maschi e
femmine che si accoppiano sessualmente dando uova, alcune delle quali
sopravviveranno all'inverno e originando tanti genomi diversi in estate,
grazie alla ricombinazione sessuale. Sembrerebbe che cio' serva ad
affrontare variate condizioni ambientali la primavera successiva, ma
tuttavia le stagioni sono piu' o meno sempre quelle anno dopo anno. La
chiave e' che la riproduzione sessuata produce abbastanza ricombinazioni da
consentire almeno ad alcune uova il set giusto di geni per sopravvivere
all'inverno. 
Il misterioso vantaggio del sesso giace dunque forse nell'imprevedibilita'
del futuro.
Il buon vecchio Hamilton propose invece la nota teoria della "corsa della
regina rossa", riferendosi ad Alice attraverso lo specchio.
La corsa sarebbe quella tra la specie e i suoi patogeni, in continua
evoluzione. Il cambiamento dei patogeni nel tempo e' un sufficiente fattore
di variabilita' ambientale nel tempo da dare al sesso un vantaggio.
Il progetto genoma ha dimostrato che igeni per il nostro sistema immunitario
si sono evoluti piu' apidamente degli altri geni, suggerendo che sono in
corsa con batteri e virus. Gli animali che vivono a lungo mostrano un
maggiore livello di ricombinazione, a livello di geni per l'immunita', di
quelli che vivono poco, forse per permettere ai figli di arrivare all'eta'
riproduttiva. 
A supporto e' stata trovata una lumaca neozelandese che, nelle sue forme
sessuate, e' meno soggetta all'attacco di nematodi rispetto alle forme
asessuate.
Ma se si torna ai rotiferi, torna il dubbio: e loro come la mettono con la
corsa della regina rossa? Ancora non si sa!
Un suggerimento viene dal fatto che pare che nel loro genoma ci siano
pochissimi elementi mobili che possano causare grosse mutazioni, e si torna
indietro al fatto che il sesso serve per "purgare" il genoma da sequenze
pericolose o dannose.
Insomma, le perplessita' di Danilo a quanto pare erano giustificate!
ladybat
P.S. scusate la lunghezza!
-- 
pioggia di primavera
riflessa negli occhi dei bovini
che non la vedono

 P.S. scusate la lunghezza!
Con me non c'e' bisogno :)
ciao fuzzy
-- 
Posted via Mailgate.ORG Server - 
http://www.Mailgate.ORG

 ciao fuzzy
ciao
Ladybat
-- 
nella breve notte
sul bruco peloso
gioielli di rugiada

 Ladybat
Posso fare un minimo di chiarezza (per me, non per voi)?
La riproduzione sessuata, cioč il meccanismo che unisce lo scambio di
materiale genetico senza riproduzione e la differenza fra gameti grandi e
piccoli che si uniscono c'č, e indubbiamente serve a qualcosa, altrimenti un
fenomeno cosě diffuso sarebbe stato selezionato negativamente. Le
spiegazioni del sesso, come dice Olivia Judson, vanno dal sublime al
ridicolo. Quella della rincorsa ai patogeni č solo una delle speigazioni, e
non si capisce perché non dovrebbero essere state (o essere) valide anche le
altre, da quella della "pulizia" delle mutazioni a quella dell'inseguimento
dell'habitat (in un altro senso rispetto a Eldredge). La spiegazione
generale č che le specie asessuate (partenogentiche) sono di solito di breve
durata, perché nel giro di qualche milione di anni quelle sessuate le
"superano" in efficienza; qui le intepretazioni del verbo tra virgolette
sono molte e varie. Comunque tutti sono d'accordo che dal punto di vista
teorico le specie asessuate dovrebbero esserci, ma durare abbastanza poco.
L'unica eccezione esistente, a quello che sappiamo, č quella dei rotiferi
bdelloidei (una classe particolare, non specie sparse in tutti i rotiferi).
Sono circa 360 specie, che sopravvivono con la riproduzione sessuata da
almeno 40 (non 70) milioni di anni. Le spiegazioni di questo fenomeno sono
molte (sto facendo una ricerca per riassumerle) ma non la vedo poi una gran
rottura rispetto al fenomeno del sesso in sč. Potrebbe anche essere che i
maschi esistano in periodi molto particolari della vita delle bestioline.
Anche se la struttura del patrimonio genetico tenderebbe a smentire
quest'ipotesi.
Ripeto, non vedo il grossissimo problema. Il sesso c'č quando serve, quando
non serve ci si riproduce solo in maniera asessuata, alcuni gruppi di
animali e piante sono rimasti "bloccati" solo con il sesso, e non possono
tornare alla riproduzione asessuata. I rotiferi bdelloidei sono asessuati da
troppo tempo per rintrare in questo schema.
MarkIII
P. S. Per ladybat: "Tangled bank" lo tradurrei "una ripa intricata" o
addirittura affollata. Non so cosa dice la traduzione italiana.
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Inviato via 
http://arianna.libero.it/usenet/

 bdelloidei (una classe particolare, non specie sparse in tutti i
rotiferi).
Ehi, ben ritrovato!
Sentivamo (o almeno io sentivo) la tua mancanza...
Due righe veloci, perchè sono di fretta, ma voglio riprendere l'argomento
appena ho un attimo di respiro.
Sono due le cose che non mi convincono del tutto.
La prima è: come fanno le specie sessuate a sopravvivere finchè quelle
asessuate, sul lungo termine, si estinguono? Voglio dire, il vantaggio della
riproduzione asessuata è tale che non servirebbero molte generazioni per
prevalere. Magari le specie sessuate, data la loro maggiore variabilità,
possono conservarsi in habitat di nicchia, non so...Ma non mi persuade del
tutto.
La seconda è che tutti i meccanismi proposti per giustificare il
mantenimento delle riproduzione sessuata dovrebbero valere anche per i
rotiferi bdelloidei, o per il soffione. E anche su tempi più brevi dei
milioni di anni. Però così non è.
E allora mi chiedo se abbiamo davvero capito perchè la riproduzione sessuata
è la norma, e quella asessuata è l'eccezione, negli organismi con cicli
vitali più lunghi di quelli dei procarioti.
Ciao Danilo


Ciao Danilo
Non sono convinto. La maggior parte degli "invertebrati" si riprodce
asessualmente (vermi e celenterati e altri; pensa a quanti sono i
nematodi). Non gli insetti o i crostacei o i molluschi, che secondo me
sono passati dal problema di cui parlavo prima, e hanno dovuto
affidarsi SOLO alla riproduzione sessuale. Anche se i tempi sono poi
cambiati, non hanno potto tornare indietro. La biologia, dicono tutti,
è una scienza storica. E mai è dimostrabile come in questo caso.
Per i rotiferi malefici, sto studiando.
MarkIII

 Per i rotiferi malefici, sto studiando.
Riprendo il resto del post con piů calma, volevo solo farti notare che, fra
i rotiferi, gli bdelloidei sono quelli che vivono nell'ambiente piů
mutabile.
Voglio dire, cosa c'č di piů incerto del terreno umido?
Mentre le due specie di rotiferi marini sono strettamente a riproduzione
sessuata, e il mare mi pare un ambiente stabile, e anche estremo, per un
phylum evolutosi in acqua dolce.
Boh...


 Ladybat
-- 
questo articolo e` stato inviato via web dal servizio gratuito 
http://www.newsland.it/news
 segnala gli abusi ad 
ab...@newsland.it

 Boh...
Mah!


 Scusate, entro nella discussione per sottolineare un paio di cose: 
__cut__
mi sembrano precisazioni molto interessanti, e spero anche
attendibili
grazie fuzzy


riproduce solo in maniera asessuata, 
...tipo i rotiferi, quindi si tratta solo di capire
quali sono quelle condizioni ambientali abbastanza adeguate 
da consentire questa lunga durata della rip.asessuata
nei rotiferi.


 teoria dovrebbero prevalere, cosa che pero' non fanno. 
Evidentemente nella "teoria" vi è un qualche assunto sbagliato,tipo:
1) in biologia non vi sono eccezioni, 2) tutti gli organismi 
sono sotto pressione di patogeni (regina rossa)


 attendibili
Sě, lo sono.
Non mi sembrano strettamente attinenti al problema (che io vedo, e altri
no), e quindi avevo un po' tralasciato i vari meccanismi del fai da te, come
dire.
Ma č tutta roba canonica, quella che Gionata dice.


 ciao fuzzy
Ciao
MarkIII


 non ho capito, puoi rispiegare questo passaggio?
Mi rifaccio esplicitamente a una discussione esposta da Dawkins
nel suo ultimo libro "Alla conquista del monte improbabile".
La cosa mi sembra importante ai fini della discussione del
3d, anche se se ne sa ancora troppo poco.
Con dei programmi di simulazione di processi di selezione
(artificiale) si sono ottenuti vari tipi di chiocciole e 
conchiglie.
In breve si sono stabiliti tre "parametri" (che D. chiama "geni")
evolutivi di queste forme (flare, verm e spire). Dalla combinazione
di questi tre parametri (tre variabili numeriche) escono dal
computer tutte le forme possibili e immaginabili di chiocciole
e conchiglie e corni, ecc. ecc.
Facendo una rappresentazione grafica tridimensionale, ponendo
su ogni asse una variabile, si ottine un "cubo" di possibilità
di combinazione e tutte le relative forme.
Inoltre se si inseriscono in questo cubo le forme realmente 
esistenti in natura, si vede che esse sono distribuite 
contiguamente in una piccola area del cubo e non coprono 
invece tutte le possibilità teoriche.
Ora il problema posto da D. è questo: Perchè alcune forme 
teoricamente possibili non sono presenti in natura?
1) perche' non sono mai esistite le mutazioni affinché
potessero essere selezionate. E allora abbiamo subito 
due possibilità, non sono mai esistite:
      a) per puro caso
      b) per effetto di vincoli strutturali (es. pleiotropia)
(e questa è l'ipotesi anti-selezionista)
2) perché pur essendosi presentate tutte le mutazioni teoriche
possibili, esse non sono state e non saranno mai selezionate
perche non funzionali.
(e questa è l'ipotesi selezionista di Dawkins)
Come al solito non vedo motivo perchè si debbano presentare
i problemi spaccandoli in due con l'accetta come fa Dawkins, 
se non forse quello editoriale/commerciale di costruire o
montare ad arte false contrapposizioni.
Per me è chiaro che la 1) e la 2) possono benissimo verificarsi 
entrambe e insieme. 
Che c'entra questo col 3d? 
Be' a me pare in generale che se esiste un limite strutturale 
alla possibili variazioni effettivamente realizzabili, allora
il sesso potrebbe costituire un vantaggio anche in questo caso,
allentando questi vincoli strutturali, qualora fosse necessario
ampliare qualitativamente (e non quantitativamente) la gamma
delle possibili variazioni.
