Il gene che fa sparire il pene negli uccelli

Potrebbe sembrare difficile farne a meno, eppure sono diverse le specie di uccelli sprovviste di pene. Come sia potuto accadere, da un punto di vista evolutivo, non è ancora chiaro, ma un gruppo di ricercatori dell’Università della Florida ha scoperto oggi il meccanismo genetico responsabile della sua scomparsa. Si tratta del gene Bmp4, la cui attivazione durante lo sviluppo embrionale blocca la formazione dell’apparato riproduttivo maschile, che risulta così virtualmente assente negli individui adulti. La scoperta, presentata sulle pagine della rivista Current Biology, potrebbe aiutare a comprendere la scomparsa evolutiva di altri organi, come gli arti nei serpenti, e la genesi di malformazioni patologiche dei genitali nella specie umana.

Gli uccelli si riproducono per fecondazione interna, esattamente come gli esseri umani. In alcune specie, come i polli (Gallus gallus domesticus), il maschio risulta però sprovvisto di pene, ed entrambi i sessi presentano una cavità, definita cloaca, dove sboccano apparato digerente (ano), apparato escretore (uretra) e apparato genitale. Per riprodursi, il maschio di questi uccelli appoggia la propria cloaca su quella della femmina, spruzzando lo sperma all’interno dell’apparato riproduttivo femminile grazie a specifiche contrazioni muscolari.

Anche in questi casi, in cui gli uccelli adulti presentano solamente dei microscopici peni vestigiali, l’apparato riproduttivo maschile è comunque normalmente presente durante i primi stadi dello sviluppo embrionale. Deve esistere dunque uno specifico meccanismo genetico, che blocca la formazione del pene in alcune specie di volatili, ma non in altre.

Per trovare la risposta di questo mistero evolutivo, i ricercatori dell’Università della Florida hanno studiato due gruppi di uccelli, ovvero i galliformi (di cui fanno parte i polli, e in cui è spesso assente il pene) e gli uccelli acquatici (come anatre e cigni, che spesso possiedono un pene di dimensioni normali), mettendo a confronto lo sviluppo del loro apparato riproduttivo con quello di altri due gruppi di animali, ovvero emù e alligatori.

Sono così riusciti ad indivuduare Bmp4, un gene che si attiva durante lo sviluppo embrionale dei polli proprio nel periodo in cui i genitali maschili smettono di crescere, mentre rimane silente negli uccelli acquatici e negli emù. “Il bilanciamento tra la proliferazione delle cellule e la loro morte è essenziale per la crescita e lo sviluppo degli organi”, spiega Martin Cohn, ricercatore dell’Università della Florida che ha coordinato lo studio. Il ruolo di Bmp4 nella scomparsa del pene ha a che fare proprio con l’attivazione della morte cellulare, continua Cohn: “Il nostro studio dimostra che la riduzione del pene degli uccelli avvenuta durante la loro evoluzione è causato dall’attivazione del normale meccanismo di morte programmata delle cellule in una nuova zona, ovvero la punta del pene”.

Nonostante sia ora chiaro il meccanismo che ha portato alla scomparsa dell’apparato riproduttivo esterno negli uccelli, quale possa esserne la causa evolutiva continua a rimanere un mistero. La scoperta dei ricercatori dell’Università della Florida potrebbe comunque aiutare a comprendere la scomparsa evolutiva di altri organi nelle specie animali (ad esempio le zampe nei serpenti), e trovare applicazione anche in campo medico 

“I genitali sono uno degli organi che si evolve più velocemente, in specie diverse come possono essere i molluschi e i mammiferi”, conclude Cohn. “Sono inoltre tra gli organi più colpiti da malformazioni alla nascita. Per questo motivo, la scoperta potrebbe aiutarci a comprendere non solo come funziona l’evoluzione, ma anche la possibile causa di queste malformazioni”.

Riferimenti: Current Biology doi: 10.1016/j.cub.2013.04.062

Credits immagine: A.M. Herrera and M.J. Cohn, University of Florida