Nei mari della Terra neonata si incontravano, mescolavano il loro Dna e davano vita a una nuova generazione. Virus e batteri, un miliardo di anni prima che gli organismi più complessi facessero la loro comparsa sul Pianeta, avevano scoperto i vantaggi del sesso: variabilità genetica assicurata e conseguente aumento delle opportunità di adattarsi ai cambiamenti ambientali. Con la riproduzione sessuata, cioè con l'unione del Dna di due individui diversi, infatti, ciascuna specie "metteva al mondo" una squadra eterogenea di discendenti, fra i quali sicuramente qualcuno capace di sopravvivere agli enormi cambiamenti in atto nella Terra primordiale. Nel corso della loro evoluzione, però, i microrganismi hanno cambiato abitudini e oggi preferiscono utilizzare prevalentemente la riproduzione asessuata: con modalità più o meno semplici ciascun individuo produce due copie di se stesso, con un costo energetico minimo e con una resa numerica massima. La riproduzione sessuata, molto più costosa, viene tuttora praticata solo in poche occasioni, per esempio quando le condizioni ambientali diventano ostili e una specie ha bisogno di variare il proprio patrimonio genetico per sopravvivere. Una semplicità pericolosa. Un involucro di proteine che racchiude il materiale genetico e nulla più: i virus sono le forme di vita più semplici della Terra. Ed è proprio la loro semplicità a renderli così dannosi: non sono infatti in grado di replicarsi da soli, ma hanno bisogno di una cellula ospite. La infettano e la costringono a produrre un gran numero di copie di se stessi, ognuna delle quali va a infettare un'altra cellula. Così, nel giro di poche ore, un esercito di microrganismi tutti uguali dilaga nel corpo della vittima. È una tecnica di replicazione rapida, efficace ed economica, frutto di una lunghissima storia evolutiva. Anche i virus, però, hanno bisogno di variare il loro patrimonio genetico per adattarsi all'ambiente e lo fanno molto spesso, ricorrendo alla riproduzione sessuata. I loro incontri galanti vengono consumati all'interno di una cellula ospite. "Quando due o più virus infettano la stessa cellula", spiega Giorgio Cavallo, professore di Microbiologia all'Università di Torino, "i filamenti di acido nucleico che rappresentano il loro patrimonio genetico si rompono e parte del genoma di uno si lega a parte di quello dell'altro. Il processo, che prende il nome di ricombinazione, porta alla comparsa di nuovi ceppi, ereditariamente diversi da entrambi i progenitori". "Sui nuovi ceppi di virus", continua Cavallo, "agiscono poi le forze selettive dell'ambiente: le variazioni fisico-chimiche, l'azione degli anticorpi ed eventuali farmaci, che possono provocare la loro completa scomparsa oppure farli prevalere sui vecchi ceppi". Il fenomeno della ricombinazione è responsabile, per esempio, della continua variabilità dei virus dell'influenza, che costringe i ricercatori a mettere a punto ogni anno un vaccino diverso per fronteggiare una nuova epidemia. I pionieri del sesso. Anche i batteri hanno qualcosa da insegnare sulla riproduzione: sono stati infatti i primi organismi viventi a mettere in atto qualcosa di molto simile alla copula degli animali superiori. "Un miliardo di anni prima della comparsa delle cellule più complesse, quelle eucariote (cioè con il patrimonio genetico racchiuso in un nucleo), i batteri si riproducevano sessualmente", spiega Luciano Paolozzi, professore di Microbiologia dell'Università Tor Vergata di Roma. Oggi, invece, questi microrganismi hanno in genere una riproduzione asessuata per scissione cellulare: il singolo individuo duplica il suo Dna e si divide a metà dando vita a due cloni. È una modalità di replicazione veloce, che permette di generare una popolazione di un miliardo diindividui nell'arco di dieci ore. "Se esaminiamo una colonia batterica", prosegue Paolozzi, "scopriamo però che gli individui non sono tutti identici: un millimetro cubo di brodo di coltura contiene da centinaia a migliaia di batteri geneticamente mutati. Questo perché di tanto in tanto avvengono alterazioni casuali del genoma e forme di riproduzione sessuata con scambi di materiale genetico tra i microrganismi". Uno dei sistemi più diffusi di riproduzione sessuata tra i batteri è la coniugazione. Un batterio produce un lungo filamento all'esterno della sua membrana cellulare e, quando incontra un esemplare della stessa specie, lo aggancia col suo "braccio" e lo avvicina. Non appena le due cellule sono in contatto, si apre un varco nelle loro membrane e dei piccoli frammenti di Dna circolare, i plasmidi, si trasferiscono da un individuo all'altro e si inseriscono nel nuovo patrimonio genetico. "Questo meccanismo di scambio genetico", spiega Paolozzi, "viene però impiegato raramente, rispetto alla riproduzione asessuata, ben più efficace. Non dobbiamo dimenticare, infatti, che i batteri sono più avanti di noi sulla strada dell'evoluzione. Hanno scoperto il sesso miliardi di anni fa, ma lo hanno accantonato a favore di strategie migliori". Fra queste ultime una delle più efficaci per assicurare con poco dispendio energetico la variabilità genetica della specie è il cosiddetto processo di trasformazione. "Muovendosi nel loro ambiente naturale", continua Paolozzi, "i batteri incontrano numerosi frammenti di Dna di diversa provenienza e li assorbono tutti all'interno della loro membrana. Se il Dna è compatibile con il loro genoma, lo assimilano, altrimenti lo digeriscono. Hanno maggiori probabilità di ottenere una mutazione utile in questo modo piuttosto che attraverso la riproduzione sessuata". Ciglia: attrazione fatale. In un gradino evolutivo più alto rispetto ai batteri troviamo i parameci, organismi acquatici formati da un'unica cellula eucariote e appartenenti al phylum dei protozoi. In prevalenza la loro riproduzione è asessuata: ciascun paramecio, dopo aver duplicato il suo nucleo, si divide in due nuovi individui identici a se stesso. Tale processo, che prende il nome di scissione binaria, richiede circa un'ora e può ripetersi per quattro volte in una giornata. Ma se le condizioni ambientali sono particolarmente favorevoli, alcuni parameci possono dare vita a 15mila nuove generazioni in 24 ore. La riproduzione sessuata è più rara: anche i parameci fanno ricorso alla coniugazione per scambiare materiale genetico con altri esemplari della stessa specie. Questi animaletti non affidano al caso i loro incontri galanti, ma hanno elaborato una vera e propria strategia seduttiva. "I parameci non sono divisi in maschi e femmine, ma presentano migliaia di sessi diversi, ciascuno compatibile con tutti gli altri. L'unica combinazione non possibile è quella fra due parameci dello stesso sesso", spiega Pierangelo Luporini, direttore del Centro di ricerca per lo studio dei protozoi dell'Università di Camerino. "Quando un individuo è pronto per riprodursi", continua Luporini, "diffonde nell'ambiente un messaggero chimico, una sorta di profumo dall'effetto irresistibile: se le molecole raggiungono un altro esemplare di sesso compatibile, lo attraggono e predispongono il suo organismo all'incontro". Il riconoscimento tra i due avviene attraverso le ciglia che circondano i loro corpi e che sono cosparse di recettori. Lo scambio di materiale genetico è a doppio senso: entrambi donano e ricevono Dna. Poi si allontanano, ognuno con il suo genoma mutato. Se il richiamo chimico di un paramecio incontra esemplari dello stesso sesso, agisce comunque sul loro organismo stimolando la riproduzione asessuata. Poco sesso, siamo funghi. Non sono né piante né animali, ma costituiscono un regno a sé, in gran parte ancora sconosciuto. "Il regno dei funghi", spiega Antonio Graniti, direttore del Dipartimento di biologia e patologia vegetale dell'Università di Bari, "è sterminato. Comprende almeno un milione e cinquecentomila specie, di cui solo 72milasono state descritte finora e si tratta, per la maggior parte, di organismi microscopici". Ogni specie ha una sua particolare modalità riproduttiva. Se le condizioni ambientali sono favorevoli, i funghi si diffondono per via asessuata: si scindono, formano gemme o producono spore, le quali germinano dando vita a un nuovo individuo, clone del precedente. "Se invece le condizioni cambiano e diventano improvvisamente ostili", prosegue Graniti, "questi organismi fanno ricorso alla riproduzione sessuata per aumentare la loro variabilità genetica. Anche in questo caso la modalità è diversa a seconda delle specie. Alcune emettono spore sessuate in grado di fondersi e di unire i loro Dna, altre modificano la loro struttura e sviluppano veri e propri organi sessuali". "In conclusione", dice Graniti, "la riproduzione sessuata richiede un grande dispendio di energie. I funghi lo sanno e si limitano a farlo solo quando è strettamente necessario". La stessa filosofia è seguita da tutti gli altri organismi inferiori. Solo gli animali superiori, come i vertebrati, non sono così "evoluti" nelle loro strategie riproduttive e continuano a praticare il sesso.