Natura e cultura, la vecchia querelle riguardo a quanto del comportamento animale sia controllato da predisposizioni innate immagazzinate nei geni, e quanto invece da fattori appresi culturalmente, è un tema ancora al centro di aspri dibattiti. Un indizio affascinante su questa dicotomia arriva oggi da uno studio pubblicato su Genes, Brain and Behavior da un gruppo di ricercatori dell’Università di Washington, guidato da Yehuda Ben-Shahar.
Studiando infatti uno sciame di api, i ricercatori sono riusciti a scoprire i meccanismi genetici responsabili dei comportamenti sociali messi in atto dalle operaie, dimostrando così come a guidare la divisione del lavoro tra questi insetti siano dei particolari frammenti di codice genetico definiti micro-RNA (miRNA).
È noto da tempo come il comportamento di un’ape operaia dipenda dalla sua età. Nei primi giorni di vita l’insetto sarà una nutrice, prendendosi cura delle larve, attendendo ai bisogni della regina e secernendo la cera per sigillare le celle che contengono le pupe. Dopo circa una settimana l’ape passerà ad altri compiti, come crescere i fuchi, ventilare l’alveare o mettere da parte il polline, divenendo infine una foraggiatrice, che si occupa di raccogliere il polline, solo verso la fine della sua esistenza. Non era però mai stato scoperto quale fosse il meccanismo che guida questi cambiamenti di comportamento.
Studiando il cervello di questi insetti, i ricercatori dell’università di Washington sono riusciti a trovare un collegamento tra la divisione del lavoro nella colonia e la presenza di piccoli “pezzetti” di RNA non codificante, i micro-RNA, capace di sopprimere l’espressione genica. I ricercatori hanno quindi iniziato a studiare il possibile ruolo di queste molecole nel definire il comportamento degli insetti. “Ci siamo chiesti se questi non giocassero un ruolo nel regolare i comportamenti sociali”, ha dichiarato Ben Shahar, “poiché in studi recenti sono stati associati a funzioni complesse del sistema nervoso, come lo sviluppo neurale, malattie psichiatriche, e la regolazione dei ritmi circadiani.”
Per testare questa ipotesi i ricercatori hanno deciso di manipolare due alveari fino a produrre nutrici e foraggiatrici della stessa età, sfruttando meccanismi omeostatici che permettono alle colonie di ritardare o anticipare i cambiamenti di ruolo in caso di necessità. Avendo identificato 5 tipi di miRNA particolarmente promettenti per il ruolo di regolatori del comportamento, ne hanno quindi controllato i livelli di espressione nei cervelli delle nutrici e delle foraggiatrici.
I risultati hanno dimostrato un forte collegamento tra i livelli di espressione e i compiti svolti dalle api. Nel cervello di un’ape foraggiatrice, ad esempio, è presente una concentrazione di miRNA molto maggiore di quella presente in quello di una nutrice. “Poiché i miRNA tipicamente sopprimono l’espressione genica, questo significa che geni trascritti attivamente nelle nutrici erano silenziati nelle foraggiatrici”, dice Ben-Shahar.
I ricercatori pensano ora che questo sistema di regolazione dei comportamenti sociali potrebbe essere un meccanismo generale, implicato nella regolazione del comportamento di molte specie animali. La presenza di micro-RNA è stata confermata ad esempio in altre specie di insetti eusociali (insetti le cui colonie si comportano più come super-organismi che come insieme di singoli individui) come le formiche, che hanno con le api una parentela evolutiva estremamente remota.
Credit immagine: Danny Perez / Flickr