Quando due specie molto simili tra loro provano a incrociarsi, i discendenti che ne derivano possono anche sopravvivere, ma spesso hanno un problema enorme: non riescono a riprodursi. Questo fenomeno, legato ai danni presenti sul cromosoma Y, colpisce in modo particolare i maschi. Le femmine ibride, in alcuni casi, mantengono la fertilità. I maschi no. Un esempio che tutti conoscono è quello dei muli, nati dall’incrocio tra un asino maschio e un cavallo femmina: animali robusti, resistenti, ma sterili.
Gli scienziati studiano questo tipo di incompatibilità riproduttiva da secoli. E tra gli organismi più usati in laboratorio per capirne i meccanismi ci sono i moscerini della frutta, due specie che si sono separate da un antenato comune circa 250.000 anni fa. In condizioni controllate, queste specie possono ancora accoppiarsi. Però i maschi nati dall’incrocio non producono spermatozoi funzionanti e risultano di fatto sterili. In natura, poi, questo tipo di incrocio è talmente raro da essere praticamente inesistente.
Il ruolo del DNA satellitare nella sterilità maschile
Per capire cosa renda i maschi ibridi sterili, un gruppo di ricerca si è concentrato su alcuni geni specifici del cromosoma Y, quelli fondamentali per lo sviluppo degli spermatozoi. Studi precedenti avevano già messo in luce che, nei maschi ibridi, questi geni smettono di funzionare correttamente fin dalle primissime fasi dell’espressione genetica. Qualcosa si inceppa subito, praticamente all’origine del processo.
La causa sembra risiedere nella struttura stessa di questi geni. Gran parte della loro lunghezza è infatti composta da DNA ripetitivo, il cosiddetto DNA satellitare: brevi sequenze che si ripetono molte volte, una dopo l’altra. Queste sequenze non sono stabili nel tempo. Anzi, cambiano in fretta nel corso dell’evoluzione e possono risultare molto diverse anche tra specie che, sulla carta, sembrano vicinissime tra loro.
Ogni specie, nel corso della propria storia evolutiva, sviluppa sistemi cellulari calibrati sul proprio DNA ripetitivo. Quando però i genomi di due specie si mescolano all’interno di un ibrido, quei sistemi possono andare in tilt. Non riconoscono più le sequenze con cui dovrebbero interagire, e il risultato è un malfunzionamento che compromette la fertilità.
Perché il cromosoma Y è così vulnerabile
Il punto chiave è che il cromosoma Y è particolarmente ricco di queste sequenze ripetute, il che lo rende estremamente sensibile alle mutazioni e alle incompatibilità tra specie. Questo potrebbe spiegare un fenomeno osservato in moltissimi organismi: la sterilità degli ibridi tende a colpire soprattutto il sesso che possiede cromosomi sessuali diversi tra loro. Nei moscerini della frutta, come negli esseri umani, si tratta dei maschi, portatori dei cromosomi X e Y.
C’è anche un altro aspetto interessante che emerge da queste ricerche. In molte specie, le dimensioni del cromosoma Y si stanno progressivamente riducendo nel tempo. Questa tendenza potrebbe essere collegata proprio alla sua vulnerabilità strutturale, alla grande quantità di DNA satellitare che lo compone e alla rapidità con cui queste sequenze mutano.
