Sesso

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Introduzione

Sesso Insieme delle caratteristiche di tipo anatomico, fisiologico e comportamentale che distinguono individui produttori di cellule riproduttive maschili (spermatozoi o spermi), definiti maschi, e individui produttori di cellule riproduttive femminili (cellule uovo), definiti femmine, nei viventi che presentano riproduzione sessuale. Le specie i cui individui producono sia cellule maschili sia femminili sono dette ermafrodite. Organismi ermafroditi si riscontrano soprattutto tra le piante, i protozoi, gli invertebrati e alcuni pesci; essi presentano spesso numerosi accorgimenti volti a impedire l'autofecondazione e a garantire la fecondazione incrociata, come la maturazione in tempi differenti o la separazione spaziale degli organi riproduttivi maschili e femminili. Infatti, solo la fecondazione incrociata, ossia quella che si verifica tra individui differenti, permette di mantenere la variabilità genetica negli individui di una specie, che rende possibili i fenomeni di adattamento e, quindi, la sopravvivenza della specie stessa.

Le cellule riproduttive, o gameti, maturano a livello di organi specializzati, gli organi sessuali, che prendono il nome di gonadi: quelle maschili sono i testicoli, quelle femminili sono le ovaie. Il tipo di gonadi presenti in un individuo ne definisce i caratteri sessuali primari; altre caratteristiche invece definiscono i caratteri sessuali secondari e comprendono la presenza di barba, creste, speroni, particolari colorazioni, mammelle, marsupi (nei marsupiali), organi che facilitano la copulazione o la deposizione delle uova, una diversa distribuzione corporea del pelo, un particolare timbro della voce e così via.

L'appartenenza all'uno o all'altro sesso viene determinata geneticamente, e segue le leggi di Mendel della trasmissione ereditaria dei caratteri. In particolare, i geni a cui sono legati i caratteri sessuali sono localizzati su speciali cromosomi detti, appunto, cromosomi sessuali.

Differenze sessuali si osservano a tutti i livelli di organizzazione biologica, con l'eccezione dei virus. Il modello più semplice di differenziamento sessuale è quello che si osserva nei batteri nel corso del processo di coniugazione, che consiste nel passaggio dell'unico cromosoma presente da una cellula donatrice a una cellula accettrice. Gli individui pluricellulari più evoluti presentano organi sessuali specializzati (vedi Apparato riproduttore).

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Valore adattativo

Nel mondo vivente alcune specie effettuano la riproduzione asessuata, in cui un individuo si moltiplica generando individui a esso identici. Esempi di tale modalità sono i batteri e i protozoi, che si dividono per mitosi in due individui separati; molte piante, capaci di riproduzione vegetativa; le idre, che sono in grado di riprodursi asessualmente per gemmazione; alcune piante, la pulce d'acqua Daphnia pulex, e alcune vespe, che si riproducono per partenogenesi (l'uovo si sviluppa in un nuovo individuo pur senza essere fecondato). La riproduzione asessuata presenta il vantaggio di potere generare un gran numero di individui in un tempo molto breve e in assenza di un partner sessuale. Nella stagione calda Daphnia pulex e le vespe passano, ad esempio, dalla riproduzione sessuata alla partenogenesi, per popolare rapidamente stagni e nidi. I membri di queste popolazioni sono, tuttavia, repliche genetiche dei propri genitori e, pertanto, rispondono tutti allo stesso modo alle variazioni ambientali che possono intervenire.

Sebbene la riproduzione sessuata sia più complessa e quantitativamente meno produttiva, essa presenta il vantaggio di aumentare la biodiversità degli individui. Tale diversità viene prodotta durante la formazione delle cellule germinali con il processo di meiosi, in cui le coppie di cromosomi, che caratterizzano il patrimonio genetico di tutte le cellule somatiche diploidi dell'adulto, vengono separate nei gameti. In questo modo, le cellule germinali mature sono dotate di un corredo cromosomico contenente una sola copia di ciascun cromosoma e un numero totale di cromosomi corrispondente alla metà di quello delle cellule somatiche. La separazione di ciascuna coppia di cromosomi avviene in modo assolutamente casuale: pertanto, quando i due corredi cromosomici dei gameti maschile e femminile vengono uniti dalla fecondazione, nella cellula uovo fecondata si ristabilisce il numero diploide di cromosomi tipico della specie, ma con una composizione variata rispetto ai genitori. Se nell'ambiente non intervengono cambiamenti o avvengono solo leggere modificazioni, la discendenza più simile ai genitori sarà la più capace ad adattarsi e riprodursi; se, invece, interviene una modificazione di proporzioni maggiori, saranno favoriti quei discendenti che differiscono maggiormente dai genitori. Il ruolo del sesso nel continuo rimescolamento del patrimonio genetico è uno dei meccanismi fondamentali alla base della selezione naturale e dell'evoluzione delle specie e la sua affermazione probabilmente risale a prima della comparsa degli organismi pluricellulari.

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Determinazione del sesso

Negli animali, il sesso di un individuo viene determinato al momento della fecondazione, dai cromosomi sessuali presenti nelle cellule germinali e che lo zigote eredita. Nella specie umana, i cromosomi sessuali sono detti X e Y. Negli individui di sesso femminile ciascuna cellula somatica presenta due copie del cromosoma X, mentre in quelli di sesso maschile sono contenute una copia del cromosoma X e una del cromosoma Y. Per questo motivo, il sesso femminile è detto omogametico, mentre quello maschile è detto eterogametico. A causa della riduzione del numero di cromosomi che avviene durante il processo di meiosi da cui si formano i gameti, la cellula uovo contiene sempre una singola copia del cromosoma X, mentre lo spermatozoo può contenere un cromosoma X o un cromosoma Y. Se una cellula spermatica che porta un cromosoma X feconda la cellula uovo, lo zigote sarà femmina (XX), mentre nel caso opposto, di una cellula spermatica Y che feconda la cellula uovo, lo zigote sarà maschio (XY). In alcuni animali il sesso eterogametico è quello femminile e, dunque, la determinazione del sesso dipende dalla femmina anziché dal maschio. I cromosomi sessuali determinano i caratteri sessuali primari e quelli secondari.

Generalmente, più evoluta è la specie e più elaborato è l'insieme delle caratteristiche legate al sesso e ai meccanismi riproduttivi. Nelle stelle di mare, ad esempio, le uova e gli spermatozoi vengono semplicemente liberati in grandi quantità nell'acqua e solo la piccola parte di essi che viene casualmente a contatto va incontro alla fecondazione. Gli anfibi presentano anch'essi fecondazione esterna, ma il loro successo riproduttivo viene favorito da alcuni adattamenti comportamentali: i maschi delle rane e dei rospi sono, ad esempio, attirati da speciali richiami emessi dalle femmine, quando depongono le uova nell'acqua; il maschio ha, inoltre, un contatto cloacale con la femmina, durante il quale la liberazione dello sperma avviene contemporaneamente a quella delle uova. Gli animali terrestri hanno evoluto complessi sistemi di fecondazione interna, per difendere le delicate cellule germinali dai pericoli della disidratazione a cui sono esposti in un ambiente non acquatico. Negli organi genitali si sono, così, specializzate strutture come il pene erettile maschile e la vagina e l'utero femminili. Per garantire il proprio successo riproduttivo i gruppi più evoluti, ad esempio i mammiferi, si affidano, inoltre, a complessi schemi di corteggiamento e all'assembramento in greggi o branchi.

Organismi ermafroditi si ritrovano in particolare in specie come molti tipi di vermi, le lumache e molti parassiti, che sono caratterizzate da una scarsa capacità di movimento.

Nelle piante, si distinguono specie monoiche, i cui individui possiedono sia strutture riproduttive maschili sia femminili (ad esempio, il melo), e specie dioiche, in cui gli individui maschili sono distinti da quelli femminili (ad esempio, il kiwi).

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Sviluppo sessuale

Il sesso dell'embrione viene determinato dai cromosomi sessuali che esso eredita fin da quando esso è allo stato di zigote. In realtà, però, lo sviluppo delle caratteristiche sessuali viene regolato nel corso dello sviluppo embrionale; sembra che vi siano geni sui cromosomi sessuali capaci di attivare altri geni che innescano il processo di differenziamento delle gonadi. Nell'embrione sessualmente indifferenziato dei mammiferi, le gonadi sono inizialmente totipotenti, cioè possono svilupparsi sia nelle strutture riproduttive del maschio che in quelle della femmina. Lo sviluppo delle une piuttosto che delle altre dipende dall'azione di alcuni ormoni specifici. Condizioni patologiche sono quelle della sindrome di Turner, in cui l'individuo possiede solo un cromosoma X, e della sindrome di Klinefelter, in cui l'individuo presenta un corredo cromosomico XXY.