Hanno anche scoperto che se individui con la stessa variante del gene che determina il sesso si accoppiano, gli embrioni non sopravviveranno. Ciò può avere conseguenze critiche nelle piccole popolazioni di farfalle con una bassa variazione genetica, dove l'accoppiamento avviene tra individui imparentati.

Questa è la prima volta che gli scienziati descrivono questo meccanismo nelle farfalle e, sorprendentemente, assomiglia a un meccanismo simile nelle api mellifere. La scoperta è pubblicata sulla rivista Science Advances .

Il Bicyclus anynana, marrone cespuglio strabico, è originario del continente africano. Viene spesso utilizzato per la ricerca genetica, in parte grazie alla sua capacità di riprodursi rapidamente e di riprodursi con relativa facilità in condizioni di laboratorio, inoltre, il suo intero genoma è già stato sequenziato.

Secondo quanto rivelato dagli entomologi guidati da Arjen Van't Hof del Centro di biologia CAS e da un team internazionale di collaboratori, il sesso di questa farfalla è regolato da diverse combinazioni di varianti di un gene chiamato Masculinizer. Una singola variante porta allo sviluppo femminile e due varianti diverse portano allo sviluppo maschile.

Le farfalle muoiono come embrioni quando vengono combinate due varianti identiche di Masculinizer, ma questo è molto raro nelle popolazioni naturali perché è stato trovato un numero enorme di varianti diverse. La possibilità di avere due varianti identiche che provocano la morte embrionale diventa molto più alta nelle popolazioni fortemente diminuite con una variazione genetica ridotta causata dalla consanguineità.

Molte specie di farfalle sono in forte declino e se altre specie adottano lo stesso meccanismo di Bicyclus anynana, ciò può avere gravi conseguenze per le specie in grave pericolo di estinzione.

Questo meccanismo di determinazione del sesso è il primo riscontrato nelle farfalle e somiglia sorprendentemente più a quello delle api appartenenti a un diverso gruppo di insetti che a quello del baco da seta che appartiene allo stesso ordine di insetti. Lo stesso meccanismo si è evoluto in modo indipendente in Bicyclus anynana e nelle api mellifere, il che lo rende un chiaro esempio di evoluzione convergente.

Meccanismi genetici scoperti che determinano il sesso

Lo sviluppo in due sessi diversi è uno dei tratti biologici più significativi, ma nonostante l'importanza, nella maggior parte delle specie i meccanismi genetici sottostanti non sono stati scoperti. Il motivo principale per cui tutto è ancora sconosciuto è che i meccanismi sono estremamente diversi.

I lepidotteri, un grande gruppo di insetti costituito da farfalle e falene, hanno cromosomi sessuali W e Z invece di X e Y. Le femmine di solito hanno un cromosoma W e uno Z e i maschi hanno due cromosomi Z. In alcune specie il sesso è determinato dal cromosoma W, ma esistono anche specie in cui le femmine non hanno un cromosoma W.

"Queste specie hanno diversi meccanismi di determinazione del sesso che non sono ancora noti. Il meccanismo che abbiamo scoperto nel Bicyclus anynana è molto diverso dal meccanismo dipendente dal cromosoma W scoperto in precedenza nel baco da seta Bombyx mori", affermano i ricercatori.

Ulteriori informazioni: Arjen van't Hof et al, La determinazione del sesso basata sulla zigosità in una farfalla guida l'ipervariabilità di Masculinizer, Science Advances (2024). DOI:10.1126/sciadv.adj6979. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adj6979

Informazioni sul giornale: La scienza avanza

Fornito dal Centro di biologia dell'Accademia ceca delle scienze