La maggior parte dei mammiferi maschi trasporta carichi preziosi in un pacchetto terribilmente precario. I testicoli esterni - che oscillano delicatamente fuori dalla cavità addominale in un sacco esposto a pelle sottile - sono sensibili, schizzinosi e fanno un bersaglio palesemente ovvio per qualsiasi nemico degli uomini (come palloni da calcio, ginocchia vaganti e mobili a livello della vita). Quindi non sorprende che l'evoluzione dei testicoli discendenti abbia sconcertato e confuso i biologi per decenni.
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Uno studio pubblicato oggi su PLOS Biology offre una risposta a uno dei più grandi dibattiti del mistero: i nostri primi antenati li hanno portati su o giù? I ricercatori concludono che i primi mammiferi avevano già questo tratto sconcertante, con i millenni di discendenti che hanno ereditato i gioielli di famiglia in mostra. Eppure, stranamente, sembra che da allora i testicoli interni si siano evoluti almeno quattro volte separate.
Durante lo sviluppo embrionale nei maschi umani, le strutture riproduttive si trasformano in proto-test in profondità nell'addome (nelle femmine, queste stesse strutture continuano a formare ovaie). Prima della nascita, i testicoli scendono attraverso l'addome e nello scroto in un processo in due fasi. Questa migrazione verso il basso viene messa in moto attraverso l'azione di due geni chiave, INSL3 e RXFP2 . L'eliminazione di uno di questi "geni scrotali" nei topi fa deragliare completamente la traiettoria verso sud dei testicoli.
I pochi maschi umani nati con testicoli non sottoposti a prescrizione (tra il 2 e il 4 percento) possono avere problemi: se la condizione persiste fino all'età adulta, può contribuire a ernie, infertilità e cancro ai testicoli. Ma per un gruppo completamente diverso di mammiferi, non avere affatto scroto è la norma. Le specie di mammiferi dell'Afrotheria clade - che comprende elefanti, lamantini, talpe dorate del capo e ibrace di roccia - mantengono invece i loro testicoli all'interno dell'addome in una condizione chiamata "testicondia".
Questi tratti divergenti hanno posto un enigma per i biologi evoluzionisti: l'antenato comune di tutti i mammiferi viventi, come gli africani e i mammiferi femminili, ha conservato i suoi preziosi organi riproduttivi all'interno del suo addome? Oppure, come gli umani e la maggior parte dei lignaggi di mammiferi, li ha portati fuori dal suo corpo affinché tutti potessero vederli? Poiché i tessuti molli come i testicoli conservano male nella documentazione fossile, non rimangono prove fisiche di testicoli ancestrali e la posizione dei testicoli di mammiferi ancestrali è rimasta inafferrabile.
L'autore principale Virag Sharma e l'autore senior Michael Hiller, genomicisti del Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics di Dresda, in Germania, hanno adottato un approccio genetico al dibattito. Sapendo quanto fossero importanti i geni scrotali per la discesa testicolare, hanno pensato che il confronto di questi geni in una varietà di lignaggi di mammiferi avrebbe fornito la via più diretta per individuare lo stato ancestrale. (Questo metodo ignora i limiti della documentazione fossile, che a volte può produrre informazioni contrastanti o vaghe sulla relazione tra le specie.)
"Essere in grado di utilizzare i dati molecolari per rispondere a una domanda come questa è qualcosa che non siamo stati in grado di fare 10 anni fa", afferma il genomicista dello Smithsonian National Zoo Natalia Prado-Oviedo, che non era affiliato allo studio. È importante sottolineare che il metodo di Sharma e Hiller "funziona [con qualsiasi interpretazione della documentazione fossile]".
Penseresti che l'evoluzione del testicolo sarebbe un frutto basso, ma si scopre che il quadro è molto più complesso di quanto i ricercatori avrebbero potuto immaginare. Gli elefanti sono solo un gruppo con i testicoli incastrati nell'addome. (baluda / Pixabay) Quando Sharma ha confrontato i geni scrotali in 71 mammiferi, ha scoperto che quattro specie afrotiche mancavano di testicoli discendenti - lamantini, talpe dorate del capo, toporagni di elefanti del capo e tenrec (piccoli mammiferi che agitano gli insetti che assomigliano a ricci) - tutti portavano copie defunte dei geni scrotali . Sharma ha quindi usato queste informazioni genetiche per approssimarsi quando uno dei geni aveva perso funzionalità in ogni specie. Quando i geni diventano non funzionali, non c'è più pressione per mantenere la coerenza e iniziano a decadere e ad accumulare mutazioni per abbandono. Più errori porta una sequenza genica, più tempo fa è probabile che sia andata persa.
Lavorando all'indietro, Sharma ha anche rintracciato la perdita della discesa testicolare in tutte e quattro le specie a 23-83 milioni di anni fa - casi tutti più recenti della stima divergenza della discendenza africana 100 milioni di anni fa. A differenza di altri mammiferi, quando gli africani si separarono dal branco principale, i loro testicoli non fecero lo stesso.
Sharma ha anche scoperto che i tipi di errori genetici riscontrati in queste quattro specie differivano tutti l'uno dall'altro e apparentemente apparivano in punti separati nel tempo. Se fossero state mutazioni identiche, Sharma avrebbe dedotto che un singolo antenato ascrotale aveva trasmesso gli stessi geni spezzati su tutte e quattro le specie contemporaneamente. Ma la variazione ha mostrato che scrota è scomparso in quattro diverse occasioni nel corso della storia evolutiva. In altre parole, l'evoluzione ha "inventato in modo indipendente" testicoli non prescritti quattro volte.
Gli scienziati sanno da anni che uno dei benefici più importanti della scrota è la ventilazione: lo sperma dei mammiferi matura e si conserva meglio a temperature comprese tra 2, 5 e 3 gradi Celsius rispetto al resto del corpo e il getti di questi organi li mantiene freschi. Ma siamo molto meno sicuri se questo è il motivo per cui lo scrota si è evoluto. È un classico dilemma di gallo e uova: i testicoli potrebbero essere fuggiti dall'addome perché le temperature erano troppo toste o lo sperma potrebbe essersi adattato per amare il freddo perché erano già stati espulsi per qualche altro motivo.
(Abbondano altre teorie, inclusa l'idea che i testicoli siano ornamenti che vantano la virilità maschile. O forse, come crede l'urologo pediatrico John Hutson, i testicoli sono stati espulsi come sottoprodotto - o errore - di un altro riarrangiamento anatomico.)
Ma se la temperatura è il fattore principale, allora c'è ancora un enigma a cui i ricercatori devono rispondere. Elefanti e toporagni di elefanti - che tengono entrambi i testicoli chiusi nell'addome - hanno temperature corporee interne simili a quelle degli umani. Come affrontano?
Negli africani, i costi (esposizione, vulnerabilità) potrebbero semplicemente superare i benefici (temperatura leggermente più fredda), afferma Hiller. O forse questi mammiferi usano un metodo ancora da scoprire per mantenere il loro freddo. Per legare questi fenomeni alla ritenzione testicolare, i genetisti dovranno probabilmente unire le forze con i fisiologi.
"Non possiamo fare affidamento solo sulla genetica o solo sui reperti fossili", afferma la biologa computazionale Melissa Wilson Sayres della Arizona State University. "La genomica è potente, ma dobbiamo capirla in accordo con la storia naturale e l'anatomia."
Per ora, il resto di noi è rimasto sospeso.
