Le varie vite sessuali di un tipo di alghe verdi hanno permesso a un ricercatore dell'Università di Adelaide di testare una teoria sul perché ci siano maschi e femmine.

La domanda sul perché si sono evoluti diversi tipi di cellule sessuali, come sperma e uova (conosciuti collettivamente come gameti), rimane incerto.

"Perché dovrebbero esserci maschi e femmine? Perché dovrebbe evolvere una situazione in cui alcuni individui producono piccoli gameti che sono mobili o in grado di muoversi (i maschi) e altri producono grandi, gameti non mobili (le femmine)?" dice il dottor Jack da Silva, Senior Lecturer presso la School of Biological Sciences dell'Università di Adelaide.

"La riproduzione sessuale non richiede maschi e femmine, tutto ciò che richiede è la fusione delle cellule sessuali di due diversi tipi di accoppiamento".

La teoria classica per spiegare l'evoluzione di cellule sessuali di dimensioni diverse e quindi sessi diversi è la Teoria della selezione dirompente ed è stata proposta negli anni '70. Descrive come una popolazione si evolve da diversi tipi di accoppiamento che producono cellule sessuali (o gameti) della stessa dimensione a tipi di accoppiamento che producono gameti di dimensioni diverse, come dove ci sono maschi e femmine distinti.

Il dottor da Silva ha fornito il primo test specifico per questa teoria, utilizzando le strategie riproduttive delle alghe verdi.

"La teoria è che man mano che gli organismi si evolvono per diventare più grandi, anche l'embrione unicellulare (o zigote) è selezionato per essere più grande. Ciò richiede gameti più grandi per immagazzinare più nutrienti per dare all'embrione un vantaggio nello sviluppo, "dice il dottor da Silva.

"Gli organismi hanno un budget limitato per la produzione di gameti. Quindi se ce ne sono di più saranno più piccoli, se sono di meno saranno più grandi. Poiché un numero maggiore di gameti conferisce a un tipo di accoppiamento un vantaggio selettivo - maggiori possibilità di successo della fecondazione - l'altro tipo di accoppiamento sarà costretto a produrre più grandi, e quindi meno, gameti per consentire la produzione dello zigote più grande."

Pubblicato sulla rivista Ecologia ed Evoluzione , Il dottor da Silva ha testato questa teoria utilizzando i dati degli studi sulle alghe Volvocine, in cui le specie variano considerevolmente nei loro schemi riproduttivi:alcune in cui due tipi di accoppiamento producono gameti della stessa dimensione che possono muoversi (mobili); altri che producono gameti mobili di diverse dimensioni; e altri in cui un tipo di accoppiamento produce piccoli, gameti mobili e l'altro tipo di accoppiamento produce grandi gameti non mobili (maschi e femmine).

Ha derivato una previsione da un modello matematico esistente della Teoria della selezione dirompente che afferma che affinché l'evoluzione di maschi e femmine rimanga stabile, il rapporto tra la dimensione del gamete più grande e il gamete più piccolo deve essere maggiore di tre. La matematica dice che se il rapporto è inferiore, si evolvono sempre tornando alla stessa dimensione.

"Le alghe erano perfette per testare questa teoria:mostravano l'intera gamma di variazioni delle differenze di dimensione dei gameti. E la teoria reggeva. Ovunque c'erano gameti di dimensioni diverse, i più grandi erano sempre almeno tre volte più grandi.

"Questo fornisce il primo test specifico per questa teoria:i test precedenti riguardavano previsioni comuni a questa e a teorie simili. Ad oggi non ci sono state molte prove a sostegno di nessuna delle teorie concorrenti, ma qui abbiamo confermato che la teoria classica è probabilmente sulla strada giusta.

Il dottor da Silva dice che è importante capire questa evoluzione perché ci aiuta a capire le differenze tra maschi e femmine, come la loro morfologia e comportamento. "Queste differenze tra maschi e femmine derivano da questa originale evoluzione delle dimensioni e della motilità delle cellule sessuali, " lui dice.