Maschio o femmina? Lo decide il gene ‘egoista’

“It’s raining men” cantava Geri Haliwell nel 2001, e in una famiglia dello Utah è successo qualcosa di simile: su ottantanove nascite, in tre secoli, si è avuta una schiacciante maggioranza (67%) di maschi. Molti più del previsto, quindi, se si considera che le probabilità di nascita di un maschio e di una femmina sono uguali, dato che il sesso del nascituro è deciso dal ventitreesimo cromosoma portato dallo spermatozoo, che può essere in egual misura X oppure Y.

Uno studio appena pubblicato come preprint su bioRxiv da un gruppo di ricercatori dell'Università dello Utah mette in evidenza questa anomalia, così marcata da far pensare all’azione di un raro meccanismo genetico capace di “truccare” le regole dell’ereditarietà.

Analizzando uno degli archivi genealogici più grandi al mondo - lo Utah Population Database, con decine di migliaia di genealogie americane che risalgono al Settecento e una proporzione generale di maschi del 50,2%, quindi in linea con le attese - gli scienziati hanno trovato una linea familiare in cui, per sette generazioni consecutive, sono nati molti più maschi del previsto. E non si tratterebbe soltanto di casualità: la spiegazione coinvolgerebbe i cosiddetti “geni egoisti”, ovvero geni capaci di violare le leggi di Mendel e di trasmettersi più spesso del 50% atteso, a discapito dei loro concorrenti.

Questo tipo di geni è stato trovato in molte specie (ad esempio nei moscerini e nelle zanzare), ma fino ad oggi non era stato dimostrato nessun caso convincente nell’uomo. Il nuovo studio vuole colmare questa lacuna, cercando le tracce del “gene egoista” nelle profondità degli archivi genealogici ed effettuando una serie di controlli, con simulazioni al computer di scenari alternativi, che hanno portato a restringere allo 0,2% la probabilità che lo squilibrio nei sessi trovato nella famiglia in Utah sia dovuto soltanto al caso invece che al gene egoista. Abbiamo chiesto delucidazioni ai genetisti Nitin Phadnis e James Baldwin-Brown, coautori dello studio.

Come è nato lo studio?

(Phadnis) “Nel nostro laboratorio studiamo da anni i cromosomi sessuali “egoisti”, soprattutto nei moscerini della frutta. Ogni volta che racconto a qualcuno del mio lavoro sui cromosomi che alterano il rapporto tra maschi e femmine, a molti interlocutori viene in mente una famiglia con cinque o più figli maschi. La domanda spontanea è sempre: può dipendere da qualcosa di genetico? Per molto tempo la risposta onesta era: probabilmente sì, ma non siamo in grado di dimostrarlo, perché i metodi che usiamo nei moscerini non si possono applicare agli esseri umani. Poi abbiamo trovato un approccio diverso, quello che descriviamo nell'articolo".

Perché era così difficile dimostrare l’esistenza del gene egoista negli esseri umani?

(Phadnis) "Lavorando con gli animali si impostano incroci controllati in laboratorio, si ottengono centinaia di discendenti e si conta. È così che i geni “distorsori” del sesso sono stati scoperti in tutte le specie finora studiate. Negli esseri umani ovviamente non puoi fare niente di tutto questo.

Come escludete che l'eccesso di maschi dipenda da un fattore ambientale, come, ad esempio certi, inquinanti o temperature estreme, che in alcune specie animali alterano il sesso?

(Baldwin-Brown) “La prova più forte che si tratti di un effetto genetico e non ambientale sta proprio nella struttura dei dati. Il dataset copre più di dieci generazioni e la famiglia che abbiamo identificato si estende per sette. In teoria è possibile che tutti i discendenti di una famiglia abbiano vissuto sempre nello stesso posto e siano stati esposti alle stesse sostanze inquinanti per secoli. Ma diventa sempre meno plausibile man mano che la famiglia si allarga. Quando vedi lo stesso effetto in cugini di terzo, quarto, quinto grado, l'ipotesi genetica regge molto meglio di qualsiasi spiegazione ambientale”.

Quanto è raro questo fenomeno nella popolazione umana?

(Baldwin- Brown) "È una stima molto approssimativa, ma su 76.000 individui abbiamo trovato qualche famiglia sospetta e una convincente. Si potrebbe dire che stiamo parlando di qualcosa nell'ordine di uno su decine di migliaia”.

In che modo uno spermatozoo può eliminare i suoi concorrenti?

(Phadnis) "È una domanda aperta da cento anni, e il nostro laboratorio ci sta ancora lavorando. Quello che sappiamo è che esistono almeno due strategie: gli spermatozoi che portano il gene “egoista” possono uccidere o danneggiare gli spermatozoi rivali, oppure renderli meno competitivi e superarli in velocità nella fecondazione. La prima strategia (per così dire) è l'eliminazione diretta. Nel corpo esistono già meccanismi naturali per riconoscere e distruggere cellule difettose, come ad esempio i checkpoint che nelle cellule normali individuano e uccidono le cellule cancerose prima che si diffondano: qualcosa di simile esiste anche nella linea germinale, cioè nelle cellule che producono i gameti. La nostra ipotesi, supportata da uno studio recente su Nature Communications, è che il cromosoma egoista riesca a dirottare questo sistema: in pratica, convince il corpo che gli spermatozoi rivali siano difettosi e li fa eliminare da un meccanismo che già esiste per farlo. Non è una battaglia diretta tra spermatozoi, ma qualcosa di più subdolo: è come se uno dei contendenti manipolasse l'arbitro. La seconda strategia, documentata nel topo, non prevede nessuna eliminazione: il cromosoma egoista, che in quel caso si trova sul cromosoma 17 ed è chiamato aplotipo T, blocca semplicemente la capacità di nuoto degli spermatozoi normali. Li paralizza, poi avanza da solo verso l'ovulo. In entrambi i casi il risultato è lo stesso: un cromosoma arriva alla fecondazione molto più spesso del 50% che le leggi di Mendel gli assegnerebbero".

Questi meccanismi “egoistici” potrebbero spiegare alcune forme di infertilità maschile?

(Baldwin-Brown) "Non conosciamo ancora il meccanismo nel caso umano che abbiamo trovato, perché uno studio sulla genealogia come il nostro non dà accesso a campioni biologici. Ma sappiamo che nei moscerini i cromosomi egoisti causano spesso gravi problemi di fertilità. Se accade lì, è possibile che accada anche negli esseri umani. In questo senso si parla di "egoismo", perché pur di aumentare le proprie probabilità di trasmissione, il cromosoma può causare, più a monte, un danno all'organismo come il calo nel numero totale di spermatozoi (e quindi di fertilità)". (Phadnis) “Circa il 10-15% delle coppie non riesce ad avere figli. È una percentuale stranamente alta e ci chiediamo se i cromosomi egoisti possano contribuire a spiegarla”.

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di Valentina Arcovio 22 Luglio 2025

Come completerebbe la frase "è la prima volta che..."?

(Phadnis) “È la prima volta che abbiamo indizi solidi che questi cromosomi egoisti esistano anche nelle popolazioni umane. Prima non si sapeva come cercarli, e questo lavoro dimostra che si possono trovare”.