L’evoluzione dei supersoldati

Molto interessante l’ultimo studio che riguarda le formiche uscito su Science, dal titolo “Ancestral Developmental Potential Facilitates Parallel Evolution in Ants”. L’articolo, anche se scientifico, per alcuni può essere appassionante come un racconto: ecco che è successo. Un mattino Ehab Abouheif della McGill university stava raccogliendo formiche in un pezzo di terreno abbandonato non lontano da New York. Scoprì così


Molto interessante l’ultimo studio che riguarda le formiche uscito su Science, dal titolo “Ancestral Developmental Potential Facilitates Parallel Evolution in Ants”. L’articolo, anche se scientifico, per alcuni può essere appassionante come un racconto: ecco che è successo. Un mattino Ehab Abouheif della McGill university stava raccogliendo formiche in un pezzo di terreno abbandonato non lontano da New York. Scoprì così tra le operaie anche alcune formiche che erano veramente grosse, e particolarmente feroci (sopra ne vedete una insieme ad un’operaia – le mandibole fanno male, molto male). L’entomologo sapeva che quelle formiche, dalla specie Pheidole morrisi, avevano sì alcune operaie più grosse delle altre, che fungevano da soldati e quindi difendevano la colonia, ma non così grosse. Si ricordò però che quelle formicone le aveva viste in altre specie, dello stesso genere, come Pheidole rhea. Che avevano non due, ma tre caste di operaie: quelle normali, che cercavano il cibo, quelle che difendevano la colonia e quelle che bloccavano l’entrata del nido col loro testone.

Ma perché in una specie di solito priva di supersoldati erano saltati fuori questi individui così enormi? C’era probabilmente un mistero sia genetico sia evoluzionistico: questo perché i supersoldati sono normalmente presenti solo in alcune specie, appunto Pheidole rhea, Pheidole obtusospinosa e poche altre. Per capire cosa fosse successo, Abouheif e colleghi hanno prima di tutto chiarito le relazioni evolutive tra undici specie di Pheidole: ecco il risultato. Le specie barrate di verde hanno i supersoldati in natura, le altre no.

Ma sono specie lontane, dal punto di vista evolutivo: e questo che significa? Una sola cosa: che il tratto, l’adattamento che porta allo sviluppo di ben tre caste invece di due è un qualcosa che era presente già nel passato del genere Pheidole, (e il fatto che fosse in P. rhea, una specie “basale”, è una conferma di tutto ciò) e che solo alcune specie “scelgono” di utilizzarlo per far crescere proprio quella casta insieme alle altre due. Per controllare che l’ipotesi fosse vera, che cioè i geni per la produzione di supersoldati fossero presenti in tutte le Pheidole studiate, sono stati condotti degli esperimenti usando un analogo dell’ormone giovanile che si sapeva indurre la nascita di queste formiche superdotate.

Ed ecco che, voila, trattate con questa sostanza i nidi di sia Pheidole morrisi sia altre specie, come P. hyatti e P. spadonia, producevano i supersoldati. Altro passo nel ragionamento è stato cercare di capire perché tutto ciò succede ed è successo. Secondo gli autori il primo perché di Tinbergen si spiega con l’alimentazione migliore e quindi l’innesco di un ormone giovanile che fa crescere superlarve e supersoldati. Più interessante è invece il secondo perché, quello evolutivo: perché solo alcune specie fanno crescere i supersoldati? Secondo gli entomologi, quelle almeno P. obtusospinosa è sottoposta a pressione evolutiva da parte di altre formiche, le cosiddette “army ant” (formiche guerriere) che cercano di entrare nei nidi e fare razzia; le testone dei supersoldati sono delle ottime porte che non si spostano quando arrivano i nemici. Un’altra specie, che si chiama P. hyatti, ha per esempio un’altra strategia per cui i soldati guardia di porta non servono: quando arrivano le formiche guerriere semplicemente scappano. Il meccanismo evolutivo invece è un’altra storia ancora: è ovvio che la base genetica era ed è presente in tutte le formiche, ma alcune lo sviluppano perché la pressione evolutiva ha di fatto indotto l’incorporazione del percorso biochimico che porta ai supersoldati e il suo fissaggio nel genoma. Un fenomeno che si chiama accomodazione genetica (diversa dall’assimilazione, quella di Waddington): ecco un pdf che li spiega.
Il pezzo si conclude così:

Our results suggest that the recurrent induction of ancestral developmental potential is an important source of adaptive variation for selection that facilitates the adaptive and parallel evolution of novel phenotypes.

Una bella storia di evoluzione.

Da Leucophaea, il blog di Marco Ferrari


Riferimenti:
Rajakumar, R., San Mauro, D., Dijkstra, M., Huang, M., Wheeler, D., Hiou-Tim, F., Khila, A., Cournoyea, M., & Abouheif, E. (2012). Ancestral Developmental Potential Facilitates Parallel Evolution in Ants Science, 335 (6064), 79-82 DOI: 10.1126/science.1211451

Immagine: Photo courtesy of Alex Wild/alexanderwild.com