Nelle grotte del Brasile orientale, vive un gruppo di insetti alati che si accoppiano in un modo che ti lascerà a bocca aperta.
Contenuto relativo
- I biologi sono di parte verso i peni
- Questi insetti sono morti mentre facevano sesso 165 milioni di anni fa
Montando il maschio, le femmine del genere Neotrogla penetrano nei maschi con un organo simile al pene, in una situazione standard di blocco e chiave. Piccole punte fissano il pene femminile al maschio e lei assorbe lo sperma del maschio attraverso l'organo simile al pene.
È strano - anche per il mondo naturale, che è pieno di animali che fanno strane cose sessuali. Ma questo è forse il primo esempio di organi sessuali invertiti in qualsiasi animale. Un team internazionale di scienziati descrive questo comportamento riproduttivo in uno studio pubblicato oggi su Current Biology .
Quasi due decenni fa, Rodrigo Ferreira, un ecologo delle caverne dell'Università Federale di Lavras in Brasile, scoprì gli insetti in una spedizione speleologica, ma la giovane età dell'esemplare rese impossibile l'identificazione. Di recente, gli scienziati che lavorano nel laboratorio di Ferreira si sono imbattuti in un altro esemplare di insetto, quindi hanno iniziato a indagare, facendo il giro del tassonomo Charles Lienhard al Museo di Storia Naturale di Ginevra.
Dopo aver sezionato gli organismi, i ricercatori hanno capito che le femmine avevano una struttura interna simile al pene (che probabilmente si estendevano solo durante l'accoppiamento) e che i maschi avevano una vagina a forma di sacchetto. Nulla nella più grande famiglia di insetti delle caverne somigliava, e si resero conto che stavano guardando un genere completamente nuovo con organi sessuali invertiti. Complessivamente, hanno trovato quattro specie separate in questo genere, chiamato Neotrogla .
"La cosa più impressionante del pene femminile è la sua complessa morfologia", afferma Ferreira. Dalle dissezioni il team ha scoperto che ogni struttura femminile simile al pene è specifica per specie, le spine del pene o le setole di una specie specifica corrispondono a piccole tasche nella tasca della sua controparte maschile.
Tuttavia, aprire un bug per esaminare i suoi organi sessuali è diverso dal vedere come funzionano questi organi sessuali. I ricercatori hanno anche osservato coppie di insetti di una specie ( N. curvata) che compivano l'atto in laboratorio. Gli insetti hanno anche trascorso molto tempo ad accoppiarsi - tra le 40 e le 70 ore. È molto tempo da dedicare al sesso, soprattutto perché il sesso lascia gli insetti aperti alla predazione.
Due insetti N. curvata che copulano in un ambiente di laboratorio. (Foto: Yoshizawa et al.) 
Una femmina di N. aurora rilascia il suo organo simile al pene, in preparazione all'accoppiamento. (Foto: Yoshizawa et al.) 
Una vista delle ancore spinose (in rosso, viola e verde) di una femmina di Neotrogla attaccate alle tasche nella vagina maschile. (Foto: Yoshizawa et al.) 
L'ecologo Rodrigo Ferreira raccoglie esemplari di Neotrolga in una grotta nel Brasile orientale. (Foto: Yoshizawa et al.) 
Un pene portrude da un insetto femminile di N. curvata . La colorazione chimica colorata evidenzia diversi tessuti nell'organo. (Foto: Yoshizawa et al.) 
L'ingresso a un ecosistema rupestre nel Brasile orientale. Il giovane Neotrogla a volte può essere visto vicino all'ingresso della grotta, mentre gli adulti preferiscono gli angoli più bui e le fessure di un abisso. (Foto: Yoshizawa et al.) 
Spine che delineano la membrana della struttura del pene di questo esemplare di N. aurora . (Foto: Yoshizawa et al.) Durante l'accoppiamento, il pene spinoso della femmina viene ancorato saldamente al condotto spermatico della vagina maschile, permettendo alla femmina di ricevere il seme. In altre parole, questo pene funziona più come una cannuccia che come un becco. Se il maschio avesse cercato di staccarsi, il suo addome si sarebbe squarciato e avrebbe drammaticamente perso i suoi genitali. Questi insetti femminili si accoppiano anche con più maschi e possono immagazzinare due lotti di spermatozoi nel corpo.
Gli scienziati ritengono che il pene si sia generalmente evoluto a causa della competizione tra maschi per femmine fertili e che molti vincoli evolutivi dovrebbero ricadere per un rovesciamento così drammatico. "Richiede evoluzioni armoniose dei genitali maschili e femminili e la loro esatta corrispondenza", afferma Kazunori Yoshizawa, entomologo presso l'Università di Hokkaido in Giappone e coautore dello studio.
Quindi, quali vincoli evolutivi potrebbero guidare questo scenario di genere? Gli scienziati hanno la sensazione che lo sperma abbia un valore nutrizionale perché gli insetti delle caverne femminili finiscono per immagazzinare e quindi consumare il seme prima di produrre uova.
Gli ambienti delle caverne sono bui, asciutti e privi di cibo: per gli insetti si tratta di cacca di pipistrello e pipistrelli morti. "La scarsità di cibo sembra essere molto importante nel determinare quali specie sono in grado di colonizzare questi ambienti", afferma Ferreira. "Il pene femminile, in questo contesto, è certamente un buon strumento per ottenere una risorsa nutriente dai maschi". Pertanto, lo sperma maschio costituirebbe un "dono nuziale" in termini scientifici.
E c'è un precedente per tali doni nuziali: i katydidi maschi ( Poecilimon sp.) Trasmettono cibo con il loro sperma e le femmine competono per lo sperma nutriente - hanno persino un'appendice speciale al gomito per allontanare le femmine opposte. Gli insetti delle caverne possono vivere sotto pressioni evolutive simili, ma confermare questi sospetti richiede ulteriori studi.
Questo non è certo il primo pene spinoso nel mondo biologico: coleotteri di tonchio di fagiolo maschio, mosche di sterco, marmoset, alcuni pitoni e gatti domestici hanno tutti peni spinati. Alcuni di questi organi stimolano la femmina; mentre altri potrebbero servire a bloccare violentemente la femmina.
Ciò che distingue veramente le femmine di Neotrogla è che hanno un organo spinoso simile a un pene e blocca quel maschio in posizione. Questa è un'inversione di ruolo totale nel conflitto sessuale. Il pene della mosca delle caverne femminile "sottolinea questa gamma di variazioni in ciò che significa essere maschio e femmina nel regno animale", afferma Marlene Zuk, biologa evoluzionista dell'Università del Minnesota a St. Paul che non era associata allo studio.
Gli organi femminili simili al pene compaiono in altre specie, ma nessuna del tutto simile a questa: una femmina di un'antica specie di acari conservata nell'ambra ha un tubo simile a un organo che gli scienziati ritengono possa essere stato usato per afferrare il maschio durante il sesso; i cavallucci marini femminili trasferiscono le uova ai maschi attraverso un organo a forma di tubo chiamato ovopositore e i maschi alla fine partoriscono; e infine, le iene femminili copulano, fanno pipì e partoriscono attraverso un clitoride allungato chiamato pseudo pene.
"Ovviamente sono necessarie ulteriori ricerche, ma il tutto è completamente selvaggio", afferma Zuk.
"Le persone tendono ad avere questa situazione comica del 1950 nel mondo animale", ha spiegato Zuk, "ma ci sono molti e molti modi in cui si manifesta la selezione sui sessi - dai maschi dominanti alle femmine dominanti, in questo caso, genitali invertiti ".
