16 th Meeting of the Italian Society of Ecology, 19—22 September 2006, Viterbo/Civitavecchia Rapporto sessi sbilanciato e competizione locale per le risorse Lorenzo Mari, a,* Marino Gatto, a Renato Casagrandi a Dipartimento di Elettronica e Informazione – Politecnico di Milano, Via Ponzio 34/5, Milano 20133, Italia Abstract La maggior parte delle popolazioni di animali superiori presenta un rapporto sessi equilibrato tra maschi e femmine. Le non trascurabili eccezioni a questa regola sono difficilmente comprensibili alla luce della sola teoria classica di Fisher (1930). Per spiegare le cause che generano la distorsione del rapporto sessi sono state elaborate ipotesi alternative, tra cui quella della competizione locale per le risorse (Clark 1978). In alcune popolazioni animali (ad esempio nei primati) i maschi disperdono dal luogo natale più delle femmine, le quali, essendo stanziali, sono sottoposte a una maggiore competizione intraspecifica per le risorse: generare un maggior numero di figli maschi risulta dunque in alcuni casi evolutivamente vantaggioso, in particolare in presenza di condizioni ambientali sfavorevoli. Scopo di questo lavoro è quello di proporre un modello per discutere formalmente la teoria della competizione locale per le risorse. Per far ciò abbiamo descritto tramite un semplice modello le dinamiche genetiche e demografiche di una popolazione animale in cui il rapporto sessi è determinato geneticamente, le femmine competono localmente e i soli maschi disperdono. L'analisi del modello mostra che, sotto opportune ipotesi concernenti la genetica e la demografia, è possibile l'instaurarsi nel lungo periodo di un rapporto sessi distorto a favore dei maschi, in buon accordo con quanto previsto da Clark (1978). © 2006 SItE. All rights reserved Keywords: competizione locale per le risorse; determinazione genetica del rapporto sessi; modelli spazialmente espliciti; dinamiche non lineari; sincronizzazione; eterogeneità spaziale 1.Introduzione In natura la maggior parte delle popolazioni animali è caratterizzata da un rapporto sessi unitario, cioè da un sostanziale pareggio tra il numero di individui di sesso maschile e femminile. Esistono però alcune eccezioni che rendono interessante lo studio della determinazione del rapporto sessi. Questo problema da sempre affascina biologi ed evoluzionisti: già Darwin, infatti, si era soffermato sullo studio delle cause che possono portare a un rapporto sessi equilibrato, ipotizzando che selezione naturale ed evoluzione fossero i meccanismi alla base di tale fenomeno (Darwin 1871). Nel 1930 Fisher propose una teoria per spiegare i vantaggi di un rapporto sessi equilibrato. In condizioni di rapporto sessi sbilanciato, gli individui del sesso meno abbondante hanno in generale una maggior probabilità di riprodursi e, dunque, un vantaggio in termini evolutivi. Poiché ciascun individuo ha un quantitativo limitato di energia da utilizzare per la riproduzione, la selezione naturale favorisce quegli individui che sono geneticamente predisposti a generare prole secondo un rapporto sessi distorto a favore del sesso meno abbondante. Nel susseguirsi delle generazioni, però, gli individui del sesso più raro diventano sempre più numerosi, perdendo di fatto il proprio vantaggio evolutivo ed eventualmente divenendo svantaggiati. La soluzione di questo processo iterativo è un rapporto sessi equilibrato (Fisher 1930). La teoria di Fisher fornisce una spiegazione convincente per la diffusa presenza di un rapporto sessi unitario ma non è in grado di spiegare le distorsioni presenti in alcune popolazioni * Corresponding author. Tel.: +39-02-2399-3406; fax: +39-02-2399-3412; e-mail: mari@elet.polimi.it. 1