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Maschio o femmina? I pesci ci insegnano che non c’è una regola e che la determinazione sessuale di un individuo può essere in continua evoluzione. Scopriamo insieme a Worldrise cos’è l’ermafroditismo e quali sono le sue sfumature.

Il mondo è bello perché è vario, il mare pure

La determinazione del sesso non è un processo rigido come potrebbe sembrare. Sebbene gran parte dei vertebrati siano gonocorici, ossia capaci di svilupparsi come maschi o come femmine già durante la fase embrionale, l’esistenza di più di 450 specie ermafrodite di pesci ossei ci dimostra quanto sia plastico il processo di determinazione e differenziazione sessuale. L’ermafroditismo, infatti, è la capacità di un organismo di produrre, durante la sua vita, cellule riproduttive sia maschili che femminili. Tra i pesci riconosciamo quattro tipologie principali di ermafroditismo: l’ermafroditismo simultaneo, in cui l’individuo presenta la capacità di generare contemporaneamente spermi e uova, la proterandria, quando avviene un cambiamento di sesso da maschile a femminile, la proteroginia, cioè la transizione da sesso femminile a maschile e l’ermafroditismo bidirezionale seriale, in cui la variazione del sesso dell’animale può avvenire più di una volta e in entrambe le direzioni (da maschio a femmina e viceversa).

Cernia – foto di Pascal van de Vendel via Unsplash

A che pro?
  • Ermafroditismo simultaneo

Perché investire energie per sviluppare gonadi sia maschili che femminili? L’ipotesi più accreditata alla base dell’evoluzione dell’ermafroditismo simultaneo è il modello di bassa densità ecologica. L’idea di base è molto semplice: in una condizione in cui ci sono solamente pochi individui della stessa specie e quindi scarse opportunità di accoppiamento, possedere sia gonadi maschili che femminili risulta vantaggioso perché assicura la possibilità di riprodursi con conspecifici o, eventualmente, di autofecondarsi. Molluschi, Crostacei e vermi marini come Platelminti e Chetognati sono alcune delle categorie di animali marini in cui l’ermafroditismo simultaneo è diffuso. Nonostante sia più presente tra gli invertebrati, questa strategia riproduttiva è osservata anche in alcuni pesci: Kryptolebias marmoratus, comunemente conosciuto come killifish delle mangrovie, è un piccolo pesce presente nelle foreste di mangrovie dell’ovest dell’Atlantico, ed è una delle due specie di vertebrati capace di autofecondarsi. L’ermafroditismo simultaneo senza autofecondazione è più comune ed è presente principalmente nella famiglia dei Serranidi, con ben 26 specie, di cui alcune facilmente visibili anche nel Mediterraneo, come ad esempio lo sciarrano (Serranus scriba).

Serranus scriba – foto via Canva

  • Ermafroditismo sequenziale

Per quanto riguarda l’evoluzione dell’ermafroditismo sequenziale, che comprende proterandria, proteroginia ed ermafroditismo bidirezionale seriale, l’ipotesi principale è il modello del vantaggio della taglia. Il beneficio principale dell’ermafroditismo sequenziale è la possibilità di massimizzare il successo riproduttivo di un individuo durante tutta la sua vita, mutando sesso nel momento più opportuno. In poche parole, se il successo riproduttivo di una femmina di grandi dimensioni è maggiore rispetto a quello di un maschio di grandi dimensioni, risulterà più vantaggioso nascere come piccoli maschi per poi diventare femmine da adulte; ma nel caso in cui il valore riproduttivo di un maschio aumenti con la sua taglia più di quanto faccia quello degli esemplari femminili, sarà meglio nascere femmina e diventare maschio dopo aver raggiunto dimensioni maggiori. 

Presente in 15 famiglie, la proteroginia è la forma di ermafroditismo sequenziale più diffusa, soprattutto nelle specie poligame, ossia quelle in cui un singolo maschio si riproduce con più femmine. Tra gli esempi più noti c’è Thalassoma bifasciatum, un pesce d’acqua salata appartenente alla famiglia Labridae, in cui il cambiamento di sesso avviene in risposta a stimoli sociali. Il maschio dominante difende il territorio per garantirsi l’accoppiamento con diverse femmine, le quali hanno un’alta fedeltà ai siti di deposizione. E se il maschio dovesse morire? Nessun problema, la femmina di dimensioni maggiori prenderebbe il suo posto cambiando sesso, comportamento e colorazione. Nelle cernie (Epinephelidae) la struttura sociale non è così ben delineata, di conseguenza è più complesso definire il meccanismo che innesca il processo. Ogni specie di cernia cambia sesso secondo tempistiche differenti, determinate dal raggiungimento di una specifica soglia di età o di taglia, dal rapporto tra individui maschili e femminili e dalla densità del gruppo riproduttivo. 

Thalassoma bifasciatum – foto via Canva

La proterandria, registrata in solo 6 famiglie di pesci ossei, è meno comune e solitamente associata a specie monogame o con un sistema di accoppiamento casuale. In questi casi essere grossi maschi abilissimi a difendere il territorio non serve proprio a nulla! È decisamente più vantaggioso essere femmine di maggiori dimensioni e quindi generalmente più feconde. Uno degli esempi più comuni e allo stesso meno noti di proterandria è rappresentato dai pesci pagliaccio (Amphiprion e Premnas spp.) e dagli anemoni di mare, il cui stretto rapporto di simbiosi è molto conosciuto, ma non tutti sanno che si tratta di organismi proterandrici: vivono infatti in ristretti gruppi sociali, composti da una grande femmina dominante e da diversi maschi, di cui solo uno, quello con le dimensioni maggiori, seppur ridotte rispetto a quelle della compagna, si riprodurrà. 

Pesce pagliaccio e anemone – Foto di Sebastian Pena Lambarri via Unsplash

E nel Mediterraneo? Tantissime delle specie facilmente visibili nel nostro mare sono potenzialmente capaci di cambiare il loro sesso da maschile a femminile: la salpa (Sarpa salpa), il sarago pizzuto (Diplodus puntazzo) o il sarago maggiore (Diplodus sargus) sono alcuni esempi. 

L’ultima tipologia di ermafroditismo sequenziale, quello bidirezionale, venne descritta nei pesci ossei per la prima volta intorno agli anni ’90 tramite osservazioni effettuate in cattività, per poi essere riscontrata in natura in diverse famiglie: Epinephelinae (Serranidae), Cirrhitidae, Labridae, Pomacanthidae, Pomacentridae, e Pseudochromidae. In questo caso qual è il vantaggio? È quasi sempre una questione di taglia: nelle specie poligame e proteroginiche, infatti, un maschio che si trovasse a competere con un individuo più grande e dello stesso sesso potrebbe decidere di tornare allo stadio femminile, assicurandosi comunque la riproduzione. Il modello del vantaggio di taglia, però, non spiega il cambio di sesso bidirezionale dei ghiozzi corallini: in questo caso la monogamia in condizioni di bassa densità di popolazione potrebbe essere la spiegazione. Queste specie di ghiozzi vivono stabilmente sui coralli e muoversi da una colonia corallina all’altra costituisce un grosso rischio per la loro sopravvivenza. L’ermafroditismo bidirezionale è una soluzione, perché permette a due pesci qualsiasi appartenenti allo stesso corallo di formare una coppia riproduttiva, riducendo al minimo la distanza da percorrere e, con essa, anche il rischio di predazione.

Diplodus sargus – foto via Canva

Bibliografia 
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  • Kuwamura, T., Sunobe, T., Sakai, Y. et al. Hermaphroditism in fishes: an annotated list of species, phylogeny, and mating system. Ichthyol Res 67, 341–360 (2020). https://doi.org/10.1007/s10228-020-00754-6
  • Tasman Daish, Frank Grützner, Chapter One – Evolution and meiotic organization of heteromorphic sex chromosomes, Current Topics in Developmental Biology, Academic Press, Volume 134, 2019, Pages 1-48, ISSN 0070-2153, ISBN 9780128115442. https://doi.org/10.1016/bs.ctdb.2019.01.009.
  • Nakamura, M., Kobayashi, Y., Miura, S. et al. Sex change in coral reef fish. Fish Physiol Biochem 31, 117 (2005). https://doi.org/10.1007/s10695-006-7595-x
Autrice: Vanessa Levati

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