Somministrando sostanze che influiscono sui livelli di espressione dei geni è possibile fare in modo che le formiche che appartengono alla casta dei soldati adottino invece il comportamento tipico delle formiche operaie foraggere(red)
I comportamenti sociali caratteristici delle formiche appartenenti alle diverse caste possono essere alterati intervenendo farmacologicamente sui fattori epigenetici, ossia su quei fattori organici che influenzano l’espressione dei geni. In altri termini, il comportamento sociale delle formiche può essere riprogrammato.
La scoperta, che ha interessanti ricadute sulla sociobiologia, è di un gruppo di ricercatori dell’Università della Pennsylvania e dell’Arizona State University, che firmano un articolo su “Science”.
Confronto fra una formica foraggera (a sinistra) e una formica soldato della specie Camponotus floridanus. (Cortesia Lab of Shelley Berger, PhD, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania)
Le colonie di formiche sono suddivise in caste, i cui membri assolvono compiti specifici. Nel loro studio, Daniel F. Simola e colleghi hanno preso in esame esemplari di formiche carpentiere della Florida (Camponotus floridanus) appartenenti alla casta delle operaie – che si dedicano esclusivamente al foraggiamento della colonia – e di formiche maggiori, così chiamate perché sono molto più grandi, che hanno soprattutto il ruolo di soldati, e intervengono nel foraggiamento solo quando si tratta di trasportare frammenti di cibo particolarmente grandi.
Dato che i due tipi di formiche sono geneticamente identici, le differenze fisiche sono da imputare a variazioni nell’espressione di alcuni geni, come i ricercatori avevano dimostrato in un precedente studio.
Nel nuovo studio Simola e colleghi si sono chiesti se i fattori epigenetici intervenissero anche sui comportamenti. Per verificarlo, hanno tracciato e confrontato i profili di espressione dei geni nelle cellule cerebrali delle formiche maggiori e minori, identificando diverse differenze.
A questo punto hanno iniettato nel cervello di alcuni esemplari molto giovani di formiche maggiori delle sostanze note per la loro capacità di inibire l’azione dei fattori
epigenetici. E’ emerso che le formiche maggiori così trattate iniziavano a comportarsi come le formiche minori, impegnandosi nel foraggiamento della colonia. Una singola somministrazione della sostanza inibitrice ha permesso di mantenere alterato il comportamento delle formiche anche dopo 50 giorni, suggerendo che il cambiamento sia duraturo.
Il comportamento di foraggiamento delle formiche maggiori, inoltre, era più o meno intenso a seconda dell’età della formica al momento della somministrazione della sostanza, indicando l’esistenza di una “finestra di vulnerabilità epigenetica”, evidentemente legata al periodo di massima plasticità cerebrale. La somministrazione della sostanza a formiche già adulte non provocava infatti alcuna alterazione del comportamento.
La scoperta ha implicazioni più vaste perché fra i fattori epigenetici coinvolti ce un enzima – CBP (CREB binding protein) – che è noto per facilitare l’apprendimento e la memoria nei topi, e che è mutato in alcuni disturbi cognitivi umani, in particolare nella sindrome di Rubinstein-Taybi.
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