Quelle strane, inaspettate relazioni tra virus e sesso…

Articolo di Antonio Crisafulli (medico, Professore associato di Fisiologia umana)

In quest’anno tormentato dall’emergenza della pandemia causata dal nuovo coronavirus abbiamo imparato tanto cose. Per esempio, abbiamo capito che alcuni comportamenti umani che esprimono la nostra socialità (tra cui toccarsi, baciarsi, parlarsi…) favoriscono la diffusione dei parassiti, di cui il SARS-CoV-2 ne è un rappresentante. 

Oltre ai danni diretti dovuti alla progressione della pandemia, siamo stati anche investiti da un turbinio di notizie, smentite, suggestioni e fake news che hanno contribuito a generare quel clima di ansia che si è ampiamente diffuso tra la popolazione. 

Tra le tante fake news, ne sono passate alcune che hanno messo in relazione il nostro sgradito parassita (bisogna sottolineare il termine PARASSITA, e continuando la lettura il lettore capirà il motivo) con la nostra attività sessuale. 

Ci si è spinti ad ipotizzare che l’epidemia sia stata una punizione impartitaci da una qualche divinità per via dei nostri costumi libertini. Con discreta frequenza gli autori di queste affermazioni sono stati leader religiosi di varie confessioni. Vale dunque la pena di affrontare il problema di un eventuale rapporto virus-attività sessuale in maniera analitica e scientifica. 

Iniziamo col formulare una domanda: esistono dimostrazioni sul fatto che il sesso favorisca il diffondersi delle parassitosi in generale e del SARS-CoV-2 in particolare?

La risposta è: certamente sì. 

Ci sono tantissimi virus, batteri e funghi che si trasmettono per via sessuale. Alcuni tipi di parassiti si diffondono quasi solo esclusivamente con il sesso, mentre altri usano varie vie di trasmissione, tra cui anche quella sessuale (per esempio l’HIV).

E il SARS-CoV-2 non fa eccezione, nel senso che il contatto ravvicinato tra due persone favorisce senz’altro il diffondersi dell’infezione, anche se non sembra che il coronavirus sia un virus a trasmissione sessuale in senso stretto, cioè, non è in grado di trasmettersi attraverso i fluidi degli organi genitali. 

Meno scontato è invece porsi un’altra domanda: le malattie parassitarie hanno favorito il sesso? Ossia, nel corso della storia evolutiva degli organismi biologici, le parassitosi hanno favorito quel tipo di riproduzione che noi definiamo sessuata? 

Anche la risposta a questa seconda domanda sembrerebbe affermativa: le parassitosi hanno spinto i meccanismi di selezione biologica verso le forme riproduttive che prevedevano la riproduzione sessuata, cioè lo scambio di geni tra due o più individui.  In pratica, in presenza di un parassita, gli individui che hanno adottato per primi questa forma di riproduzione hanno avuto un vantaggio evolutivo rispetto agli individui che non la adottavano.

 Tuttavia, capire i meccanismi biologici di questo fenomeno non è del tutto intuitivo e la spiegazione necessita di un ragionamento di una certa complessità.   

Sesso perché?

Iniziamo con il porci un quesito: perché una certa parte del mondo biologico usa il sesso per riprodursi?

Per dipanare la matassa occorre partire da un assunto: esistono molte specie di organismi viventi che il sesso non lo usano affatto. Questi sono per la quasi totalità organismi unicellulari, oppure pluricellulari molto semplici. Negli organismi più complessi e nei vertebrati (pesci, uccelli, rettili, mammiferi) la riproduzione sessuata è invece quasi sempre la norma, anche se ci sono sempre le solite – tuttavia rare – eccezioni [1,2].

Sembra dunque che il sesso sia una conseguenza quasi inevitabile della complessità biologica. Il sesso sembra come emergere con la complessità, ed è un’invenzione relativamente recente dell’evoluzione delle specie.

Due teorie sul sesso

Il motivo per cui la riproduzione sessuata ha avuto così tanto successo tra le specie complesse non è ancora del tutto chiarito, anche se almeno due teorie (non mutuamente esclusive) lo spiegano in maniera abbastanza convincente.

La prima teoria è conosciuta con il nome di Muller ratchet (traduzione approssimativa: ingranaggio di Muller). Secondo Muller, il genoma di una popolazione che si riproduce in maniera asessuata accumula progressivamente mutazioni genetiche deleterie che in prospettiva portano all’estinzione della popolazione. Il sesso mischia le carte ed aiuta ad eliminare queste mutazioni [3,4]. Fine della teoria. Tutto sommato è abbastanza semplice e ha un senso in termini evolutivi.

Più sottile e più complicata è la seconda teoria, conosciuta con il nome di the Red Queen hypothesis (Ipotesi della regina rossa) [5,6,7]. Si tratta di una teoria più complessa della precedente: prende in prestito per il suo nome  la Regina Rossa di Alice nel Paese delle Meraviglie. Riassumere questa teoria è ostico; a giudizio di chi scrive vale però la pena provarci. I

n estrema sintesi, la “regina rossa” suggerisce che la riproduzione sessuata serva a cambiare continuamente le serrature delle nostre cellule. Cerchiamo di essere più chiari: insieme alla predazione, uno dei motori fondamentali dell’evoluzione biologica è appunto il parassitismo (vi ricordate che qualche riga sopra si era insistito sul fatto che i virus sono dei PARASSITI)? 

Il fenomeno del parassitismo

Ma cosa si intende per “parassita”?

In biologia per parassita si intende ogni essere biologico il cui metabolismo dipende, per tutto o parte del ciclo vitale, da un altro organismo vivente. I virus rientrano quindi appieno nella categoria dei parassiti, poiché la loro riproduzione dipende dall’esistenza di una cellula ospite che ne consenta la riproduzione. Questi organismi, infatti, non hanno nessun apparato biologico in grado di garantire la loro replicazione. Devono per forza usare l’apparato metabolico di una cellula ospite per riprodursi. In pratica, i virus usano le cellule parassitate come “fotocopiatori” del proprio genoma. 

Perché il sesso è un bene per noi

Dunque, possiamo definire il parassitismo come il tentativo costante di alcuni organismi assi piccoli (virus, batteri, protozoi etc.) di vivere a discapito di quelli più grandi e complessi. Questo porta spesso ad un indebolimento o a un danneggiamento delle cellule parassitate. I parassiti esercitano una “pressione selettiva” sugli organismi parassitati, accorciandone la durata della vita e riducendone le capacità riproduttive.    

Ma per parassitare i loro ospiti – tra i quali c’è anche Homo sapiens – i parassiti devono entrare dentro le loro cellule: lo fanno sfruttando le proteine di membrana, che funzionano più o meno come serrature. Alcune di queste serrature (il loro nome è antigeni di istocompatibilità, ma è meglio non complicare troppo le cose) sono particolarmente sensibili all’aggancio dei parassiti. È quindi buona norma cambiarne continuamente la combinazione. Proprio come si fa se si ha il sospetto che le chiavi di casa ti siano state clonate.

In pratica, se non cambiamo di continuo la combinazione della serratura, i parassiti riescono ad entrare e a parassitarci. 

Il sesso servirebbe dunque anche a questo: mamma e papà mischiano la combinazione delle loro serrature per farne una completamente nuova da passare al loro figlio, il quale sarà protetto dall’attacco dei parassiti microbici. L’importanza di questo meccanismo la si intuisce dal fatto che queste serrature biologiche (gli antigeni di istocompatibilità) hanno una grande variabilità interindividuale, fenomeno che non si osserva per altre proteine. Per meglio intenderci, per due individui non imparentati la probabilità di avere antigeni di istocompatibilità identici è veramente molto bassa.

I parassiti dal canto loro si evolvono anch’essi di continuo, cioè cercano continuamente di indovinare la chiave delle nostre serrature. 

Questi due fenomeni danno via ad una perenne competizione tra microorganismi parassitari che cercano di entrare nelle cellule, e gli organismi più complessi che cercano di difendersi dal parassitismo. Uno dei meccanismi di difesa è appunto la riproduzione sessuata. Ogni tanto questo equilibrio si sposta a favore di una o dell’altra parte: a volte prevalgono i parassiti, altre volte prevalgono gli organismi complessi.  

Sembra dunque che i parassiti abbiano spinto il motore dell’evoluzione biologica verso la riproduzione sessuata. Cioè, i parassiti hanno messo addosso agli organismi più complessi una pressione evolutiva costante, facendo in modo che gli individui che cambiavano spesso la chiave di ingresso nelle proprie cellule riuscissero a sopravvivere meglio ai loro assalti e a riprodursi di più. 

Tecnicamente si dice che il sesso ha dato una migliore fitness biologica alle specie che lo hanno adottato. Possiamo quindi affermare che il parassitismo ha spinto l’evoluzione biologica degli organismi più complessi verso il sesso, che altro non è se non un meccanismo per rimescolare continuamente i geni.  Se ci si sofferma a pensarci, quello descritto non è affatto un fenomeno banale. 

Visto in quest’ottica, il SARS-CoV-2 altro non è se non uno dei tanti parassiti che ci hanno afflitto nella nostra storia evolutiva ed è la manifestazione delle complesse interazioni che esistono tra le specie biologiche in natura. Queste interazioni comprendono anche il sesso come metodo di riproduzione.   

In un periodo pandemico come quello che stiamo vivendo, sembra strano considerare che ciò che noi percepiamo come “il male” (la malattia parassitaria da microrganismi) sia stato uno dei motivi per cui il mondo biologico, e dunque anche noi Homo sapiens, sia così come lo conosciamo. 

Senza parassiti, con ogni probabilità il mondo biologico sarebbe molto diverso da come noi lo conosciamo. E forse il sesso non esisterebbe.     

Note:

1. Warren WC et al. Clonal polymorphism and high heterozygosity in the celibate genome of the Amazon molly. Nat Ecol Evol. 2018 Apr;2(4):669-679. doi: 10.1038/s41559-018-0473-y.
2. Fradin H et al. Genome Architecture and Evolution of a Unichromosomal Asexual Nematode. Current Biology 2017 Oct 9; 27(19):2928-2939.e6. doi: 10.1016/j.cub.2017.08.038. 
3. Sohail M et al. Negative selection in humans and fruit flies involves synergistic epistasis. Science 2017 May 5;356(6337):539-542. doi: 10.1126/science.aah5238.
4. Geng S et al. Evolution of sexes from an ancestral mating-type specification pathway. PLoS Biol. 2014 Jul 8;12(7):e1001904. doi: 10.1371/journal.pbio.1001904.
5. Matt Ridley. The Red Queen: Sex and the Evolution of Human Nature. Published April 29th 2003 by Harper Perennial (HarperCollins).
6. Van Valen L. A new evolutionary law. Evolut. Theory 1973; 1: 1-30.
7. Bell G. The Evolution of Sex: The Masterpiece of Nature: The Evolution and Genetics of Sexuality. The Quarterly Review of Biology 1983; 58(1).

Immagine in evidenza: Lampada votiva ad olio romana, I-III sec. d.C.- via Wikimedia Commons, Altes Museum, CC BY 3.0,