L’evoluzione dei feromoni

I feromoni sono sostanze chimiche emesse dagli organismi viventi e in grado di innescare risposte fisiologico-comportamentali in altri membri della propria specie. È proprio grazie ad essi che il nematode Caenorhabditis elegans, uno dei modelli animali più usati nei laboratori, è in grado di entrare in uno stadio di sviluppo alternativo chiamato dauer (durata in tedesco), durante il quale la



I feromoni sono sostanze chimiche emesse dagli organismi viventi e in grado di innescare risposte fisiologico-comportamentali in altri membri della propria specie. È proprio grazie ad essi che il nematode Caenorhabditis elegans, uno dei modelli animali più usati nei laboratori, è in grado di entrare in uno stadio di sviluppo alternativo chiamato dauer (durata in tedesco), durante il quale la larva entra in una sorta di stasi che le consente di sopravvivere a lungo in condizioni ambientali sfavorevoli. La formazione di questo stadio alternativo è attivata dall’integrazione di tre fattori esterni: temperatura, disponibilità di cibo e, soprattutto, densità di popolazione. Quest’ultimo elemento viene percepito tramite la concentrazione di un tipo particolare di feromoni, chiamati ascarosidi e specifici del genere Caenorhabditis, rilasciato dai singoli nematodi. Oltre a indurre lo sviluppo della larva dauer, gli ascarosidi sono coinvolti anche in altre dinamiche comportamentali – attrazione sesso-specifica, repulsione, aggregazione, plasticità olfattiva.

Recentemente, nuove interessanti scoperte sono state fatte su questa famiglia di feromoni e in un articolo uscito su Current Biology, Christian Braendle, dell’Università di Nizza/Sophia Antipolis, fa il punto della situazione. È stato infatti dimostrato che la biosintesi degli ascarosidi è altamente conservata in altri generi di nematodi oltre al Caenorhabditis, ma presenta anche notevoli differenze specie-specifiche. In alcuni casi, tali differenze sembrano maggiormente correlate alle distanze filogenetiche fra le specie, mentre in altri paiono dipendere soprattutto dagli stili di vita e dalle diverse nicchie ecologiche. A influenzare queste divergenze sono sia la quantità di ascarosidi secreti, sia il tipo di risposta che innescano. Può capitare, ad esempio, che individui di una certa specie siano attratti o respinti da un particolare mix di feromoni caratteristico di un’altra specie. Stessi segnali per specie diverse, dunque. Sono inoltre stati documentati alcuni affascinanti casi di evoluzione parallela come la perdita di un recettore per gli ascarosidi, necessario per entrare nello stadio di larva dauer, in due diverse linee di Caenorhabditis elegans cresciute indipendentemente l’una dall’altra, in condizioni in cui il ricorso alla dauer non era più fondamentale per la sopravvivenza.

Ancora una volta, insomma, questo minuscolo nematode si rivela essere un ottimo modello di ricerca; lo studio dei suoi meccanismi comunicativi basati sugli ascarosidi, infatti, potrà fornire preziosi indizi sull’evoluzione del signalling dei feromoni, dando quindi un grande contributo a discipline come la neurobiologia, la biologia evolutiva e la chimica ecologica.

Michele Bellone


Riferimenti:
Braendle C. Pheromones: Evolving Language of Chemical Communication in Nematodes. Current Biology, Volume 22, Issue 9, R294-R296, 8 May 2012.