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AGI - Nei cavallucci marini, sono i maschi a restare incinti e a partorire piccoli vivi. Ora uno studio guidato dal biologo evoluzionista Axel Meyer dell'Universita' di Costanza, in collaborazione con Liu Yali e Lin Qiang del South China Sea Institute for Oceanography di Guangzhou, ha rivelato i meccanismi genetici e cellulari alla base di questa straordinaria inversione dei ruoli sessuali.
Pubblicato in anticipo sulla rivista Science Advances, lo studio dimostra che la "gravidanza maschile" si sviluppa grazie a un'insolita combinazione di ormoni androgeni e strategie immunitarie di tolleranza, che permettono ai maschi di nutrire e proteggere gli embrioni all'interno di una speciale tasca di covata fino al parto. Dal punto di vista evolutivo, la tasca di covata rappresenta una vera innovazione.
Nei cavallucci marini, questa struttura addominale funziona come un equivalente dell'utero e della placenta dei mammiferi. Durante la gestazione, il tessuto si trasforma, ispessendosi e vascolarizzandosi per garantire lo scambio di nutrienti e ossigeno.
"Abbiamo scoperto che negli esemplari maschi sono gli androgeni, e non gli ormoni femminili, a guidare la formazione della placenta e lo sviluppo embrionale - ha spiegato Meyer -. Gli ormoni maschili inducono la crescita dei vasi sanguigni e la trasformazione del tessuto addominale in una vera struttura gestazionale.".
Utilizzando tecniche di genomica comparativa e analisi dell'RNA su singola cellula, il team ha confrontato le cellule della tasca dei cavallucci marini con le placente dei mammiferi. I risultati mostrano somiglianze funzionali sorprendenti ma origini biologiche completamente differenti. Mentre nei mammiferi l'attività è regolata da estrogeni e progesterone, nei cavallucci marini sono gli androgeni a orchestrare l'intero processo.
"Si tratta di un esempio di evoluzione convergente - ha aggiunto Meyer -: la gravidanza si e' evoluta piu' volte in specie diverse, ma attraverso percorsi genetici e ormonali distinti.". Lo studio ha anche svelato un aspetto inaspettato del sistema immunitario dei maschi. Durante la gestazione, l'organismo deve impedire al sistema immunitario di riconoscere gli embrioni come corpi estranei e attaccarli. In molti vertebrati vivipari, questo compito e' svolto dal gene foxp3, considerato un regolatore chiave dell'immunotolleranza.
Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che nei cavallucci marini questo gene e' assente. Nonostante cio', non si verifica alcuna reazione autoimmune. Secondo Meyer, la spiegazione risiede ancora una volta negli ormoni maschili: "Gli androgeni esercitano un effetto immunosoppressore, riducendo la risposta del sistema immunitario e permettendo agli embrioni di svilupparsi indisturbati.".
La ricerca contribuisce a chiarire uno dei processi evolutivi più affascinanti del regno animale: il passaggio dalle specie che depongono uova a quelle che partoriscono piccoli vivi. I cavallucci marini, appartenenti alla famiglia Syngnathidae, offrono un modello unico per studiare questa transizione. I ricercatori ipotizzano che l'evoluzione della gravidanza maschile sia iniziata con specie che deponevano "uova appiccicose" sul corpo dei maschi, seguita dalla formazione delle prime cavità addominali protettive e infine delle tasche di covata attuali.
"Questo percorso evolutivo mostra come funzioni simili, come la gravidanza e la placenta, possano emergere indipendentemente in linee evolutive diverse - ha commentato Meyer -. Nei mammiferi femmine e nei cavallucci marini maschi la gravidanza è un fenomeno analogo ma non omologo, nato da soluzioni genetiche differenti.".
La scoperta offre anche nuovi spunti sul ruolo degli ormoni sessuali nell'evoluzione. Gli androgeni, tipicamente associati al comportamento riproduttivo maschile, si rivelano qui agenti centrali della gestazione. Il team di Meyer prevede di estendere la ricerca ad altre specie della stessa famiglia, come le aguglie di mare, per capire se esistono percorsi ormonali intermedi tra la riproduzione ovipara e la vivipara.
"I cavallucci marini - ha concluso Meyer - sono la dimostrazione che l'evoluzione sperimenta soluzioni sorprendenti. La gravidanza maschile e' una delle innovazioni piu' straordinarie e mostra come la natura possa riscrivere i ruoli biologici per adattarsi all'ambiente".
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