Un genoma per tre caste: l’evoluzione dell’espressione dei geni nelle formiche

Uguali e diversi allo stesso tempo? Sicuramente! Maschi e femmine all’interno di molte specie hanno genomi, cioè corredi genetici, quasi equivalenti, eppure sono molto diversi morfologicamente e nel comportamento. Più sorprendentemente ancora è il caso delle formiche, dove le tre caste -regine, operaie e maschi- hanno il medesimo corredo genetico. Il segreto sta nel differenziare l’espressione dei geni nelle caste,

Uguali e diversi allo stesso tempo? Sicuramente! Maschi e femmine all’interno di molte specie hanno genomi, cioè corredi genetici, quasi equivalenti, eppure sono molto diversi morfologicamente e nel comportamento. Più sorprendentemente ancora è il caso delle formiche, dove le tre caste -regine, operaie e maschi- hanno il medesimo corredo genetico. Il segreto sta nel differenziare l’espressione dei geni nelle caste, cosicché individui con lo stesso genoma possono produrre differenti set di proteine che li fanno sviluppare in una regina fertile oppure in una sterile operaia. Viste le evidenti distinte pressioni selettive a cui sono sottoposti maschi, operaie e regine, è possibile immaginare come l’evoluzione delle formiche sia altamente influenzata dall’evoluzione dell’espressione genica nelle tre singole caste. Infatti, analizzando i profili d’espressione dei geni in due specie di formiche (Solenopsis invicta e S. richteri) abbiamo scoperto che le infaticabili operaie evolvono più velocemente rispetto a maschi e regine. Questo a prima vista può apparire strano, visto che le operaie, sterili, non possono trasmettere direttamente eventuali mutazioni benefiche. In questi insetti sociali è però essenziale un buon funzionamento della colonia: delle operaie efficienti sono essenziali per il suo benessere e quindi per il successo riproduttivo delle stesse regine con le quali condividono il loro genoma.

Lino Ometto
Department of Ecology and Evolution, University of Lausanne