Che geni quelle api: sequenziato il Dna di Apis mellifera

Hanno un cervello grande quanto il punto alla fine di questa frase. Cinque ordini di grandezza, cioè 100.000 volte, più piccolo di quello umano e solo quattro volte maggiore rispetto al moscerino della frutta che, per quanto studiato dai ricercatori, non vanta un repertorio comportamentale così complesso. Eppure, con circa un milione di neuroni a disposizione, le api sono uno degli esempi più sorprendenti del mondo animale, la cui evoluzione, come si è verificato in pochi altri casi, è culminata in un’organizzazione sociale straordinariamente avanzata. Per questo, dopo quattro anni di lavoro, la pubblicazione dell’intera sequenza genetica della specie “Apis mellifera” ad opera di un consorzio internazionale di 170 scienziati, segna uno di quei momenti esaltanti per la ricerca, in cui si sforna una pioggia di articoli, apparsi congiuntamente su Science, Nature e Pnas. È un’occasione unica, infatti, per decifrare le basi genetiche della sofisticata struttura gerarchica degli alveari, ma anche per comprendere la fisiologia e la storia evolutiva di questi animali.

Api, parenti lontane ma simili

Le api, con buona pace di chi non vede la somiglianza, appaiono molto più vicine a noi di quanto non siano a tutti gli altri insetti. In poco più di 10 mila geni (meno della Drosophila), per un totale di 236 milioni di paia di basi, i neurobiologi della University of Illinois Urbana-Champaign (Uiuc) hanno individuato circa 700 geni, provenienti da un progenitore ancestrale, comuni ad altri organismi compresi i mammiferi, che invece i moscerini e le zanzare hanno perso. Come i vertebrati, hanno nel Dna un orologio biologico che scandisce i cicli circadiani e le attività quotidiane: la divisione del lavoro, la localizzazione nel volo e la famosa “danza”, l’unico linguaggio simbolico esistente al di fuori dei primati.

Lo sforzo di sequenziare questi alacri impollinatori compiuto dal National Human Genome Research Institute, il National Insitutes of Health e lo United States Department of Agricolture, porta a quota cinque il numero di insetti finora sequenziati, dopo il moscerino, la zanzara, la farfalla e lo scarafaggio. Ma le api hanno un primato: sono le prime a possedere un sistema di metilazione del Dna molto simile a quello dei vertebrati, compresi gli esseri umani: è uno dei meccanismi enzimatici più potenti per la regolazione dei geni, capace di silenziarne selettivamente l’attività. Potrebbe essere lì la chiave della complessa organizzazione degli alveari, con un’ape regina, che produce circa 2.000 uova al giorno, intorno alla quale ruotano decine di migliaia di api operaie che rispettano una rigida divisione dei compiti.

Africa, culla degli umani e delle api

Il comportamento animale, secondo i ricercatori, è regolato anche dall’azione di circa 200 neuropeptidi, proteine del cervello che interferiscono con i circuiti nervosi. Sarebbero questi neuropeptidi a determinare il passaggio delle giovani api operaie impegnate nella cura della uova o delle larve, verso altre mansioni come la ricerca del nettare e del polline, dell’esecuzione e dell’interpretazione della danza e della difesa del nido.

Nel fiume di studi scientifici che accompagnano l’annuncio del sequenziamento, si scopre anche che le api, come gli esseri umani, provengono dall’Africa, e da lì sono migrate verso la fine del Pleistocene (10 mila anni fa) nel Vecchio Mondo, “uno spettacolare esempio di invasione biologica”. Il Dna ci racconta che poi si sono divise in due popolazioni differenti, una ha colonizzata l’Europa centrale e la Russia, e l’altra l’Europa meridionale, orientale e l’Asia. “Nonostante la vicinanza biologica, i due gruppi europei sono i più diversi sulla Terra”, ha commentato il genetista Charles Whitfield della Uiuc. Ultima curiosità: è stato scoperto l’esemplare di ape più vecchio mai conosciuto. È rimasto 100 milioni di anni fossilizzato nell’ambra.