Operaia o regina? Dipende dall’insulina

Le api da miele (Apis mellifera) sono insetti che vengono definiti come altamente sociali o “eusociali”, termine che sta ad indicare il più alto livello di organizzazione sociale presente nel mondo animale. Tale appellativo deriva dal fatto che questi insetti presentano una società molto complessa e finemente strutturata in cui gli individui occupano una precisa posizione ed un determinato ruolo.

Le api da miele (Apis mellifera) sono insetti che vengono definiti come altamente sociali o “eusociali”, termine che sta ad indicare il più alto livello di organizzazione sociale presente nel mondo animale. Tale appellativo deriva dal fatto che questi insetti presentano una società molto complessa e finemente strutturata in cui gli individui occupano una precisa posizione ed un determinato ruolo.

Una caratteristica necessaria per definire una specie eusociale è l’esistenza di una organizzazione in caste riproduttive. Nelle api vige una severa distinzione tra la casta delle operaie sterili e quella della regina fertile: le api definite operaie compiono i lavori di manutenzione dell’alveare, di ricerca del cibo e di allevamento delle larve, mentre la regina (di taglia maggiore e più longeva rispetto alle operaie) è l’unica femmina che si concede il lusso di riprodursi, trascorrendo l’intera vita a produrre uova dalle quali si svilupperanno le future operaie e regine.

Ed è proprio qui che si nasconde la chiave della divisione in caste. Infatti, il fatto di diventare operaia o regina non è dettato da una differenza a livello del genoma ma, dipende dal tipo di alimentazione a cui le larve sono sottoposte; in particolare un’alimentazione ricca della cosiddetta “pappa reale” determinerà il destino regale della larva, mentre una dieta a base di miele e polline renderà l’ape un’operaia. Tuttavia, i meccanismi cellulari per cui le due diverse diete influenzino un destino sociale differente erano, fino ad ora, oggetto di discussione. Un recente studio pubblicato sulla rivista Biology Letters descrive uno dei principali processi cellulari coinvolti in questa differenziazione dei ruoli nella società delle api.

In particolare i ricercatori dell’Università dell’Arizona hanno scoperto che la via del segnale dell’insulina svolge un ruolo importante nello sviluppo delle caste nelle api. L’insulina è un ormone di grande importanza che ha il compito di favorire, legandosi ad un recettore esterno della membrana cellulare, la penetrazione di glucosio nelle cellule ed è secreta quando il livello ematico  di questo zucchero è alto. Questo ormone proteico è presente nell’uomo e in molti altri animali mentre nelle api sono stati osservati peptidi insulino-simili.

Inizialmente i ricercatori hanno soppresso, in alcune larve, una delle proteine chiave della via del segnale dell’insulina. La proteina in questione è chiamata IRS (Insulin Receptor Substrate) ed è presente anche nei topi, nei quali ne controlla la crescita, lo sviluppo e la riproduzione. In seguito gli scienziati hanno alimentato le “larve modificate” secondo la “dieta da regina” ma, al termine del loro sviluppo, anziché diventare regine, si sono sviluppate in operaie.

La proteina IRS, quindi, gioca un ruolo fondamentale nel determinare il “destino sociale” delle api anche se, sostengono gli autori della ricerca, è solo una componente dell’intero processo. Infatti parecchie altre molecole sono note per svolgere un ruolo paragonabile a quello della proteina descritta, tra cui la DNA metiltransferasi, l’ormone giovanile e una proteina chiamata TOR.

L’obiettivo delle ricerche future sarà quello di identificare le relazioni esistenti tra i diversi fattori in gioco in modo tale da chiarire questo complesso fenomeno di una società che tanto ci affascina.

Daniel Patelli


Riferimenti:
F. Wolschin, N. S. Mutti, G. V. Amdam. Insulin receptor substrate influences female caste development in honeybees. Biology Letters, 2010; DOI: 10.1098/rsbl.2010.0463

Foto di Daniel Patelli