Il mimetismo delle uova di cuculo: il segreto è nei geni della mamma
Un team internazionale dimostra per la prima volta l’origine genetica della straordinaria capacità del cuculo di mimare le uova delle specie alle quali parassita la covata: è tutta colpa del cromosoma sessuale ereditato dalla mamma
Un gruppo di ricercatori svela il segreto meglio custodito dei cuculi, fornendo le prime evidenze dell’ereditarietà materna della colorazione mimetica delle loro uova. Se pensate ad un uccello dal comportamento subdolo e meschino, la maggior parte di voi convergerà su un nome solo: il cuculo (Cuculus canorus). Questa specie è capace di qualcosa che senza dubbio farebbe impallidire persino gli altri campioni mondiali di parassitismo. Il cuculo non costruisce alcun nido, ma depone un unico uovo in ogni nido visitato ma appartenente ad altre specie. Chi è familiare con l’etologia degli uccelli sicuramente saprà che, indipendentemente che sia tuo o meno, un pulcino spettinato che pigola e spalanca il becco all’interno del tuo nido è un richiamo troppo forte da ignorare, anche se, sorprendentemente, è grande quanto te. Ed è proprio su questo istinto che il cuculo fa leva. Una volta schiuso l’uovo, la madre “adottiva” non potrà fare altro che nutrire il subdolo “invitato”. Ma non è tutto. Il pulcino del cuculo, che può sgusciare fuori dall’uovo in anticipo rispetto ai fratellastri, diventa il primo “istruttore di volo” degli altri pulcini (che siano ancora nell’uovo o già schiusi), spingendoli con la schiena fuori dal bordo del nido, per l’equivalente di quello che per noi è un volo dal 20° piano di un edificio.
Una soluzione ci sarebbe ed anche semplice: basterebbe che i genitori individuassero l’uovo intruso tempestivamente e lo scaraventassero a terra prima che il fascinoso killer-pulcino diventi figlio unico. Ma il cuculo ha evoluto la capacità di mimare quasi alla perfezione le uova delle specie che parassita, rendendone arduo il riconoscimento. Dagli interessi contrastanti del cuculo e dei suoi “ospiti” scaturisce uno dei migliori esempi di corsa agli armamenti. Se da un lato le specie parassitate evolvono capacità di discriminazione sempre più sottili, dall’altra il cuculo diverrà sempre più abile nel camuffamento delle proprie uova.
In questa specie esistono popolazioni ospite-specifiche (chiamate gentes) che presentano pattern di colorazione delle uova che mimano proprio quelle dei rispettivi ospiti. Ma come fanno queste popolazioni a mantenere la loro specificità? È una domanda non da poco, perché, com’è ovvio, incroci tra di esse potrebbero generare pattern di colorazione delle uova intermedi o comunque non specifici che mettono a rischio la fedeltà agli ospiti. In più, tuttora si sa poco dei geni responsabili della colorazione delle uova negli uccelli.
A differenza di molti altri animali, negli uccelli il sesso eterogametico è quello femminile (cromosomi Z e W) mentre il maschio porta due cromosomi Z. Se immaginassimo un’ereditarietà di tipo materno della colorazione delle uova, che sia mitocondriale o legata al cromosoma femminile W, tutto tornerebbe. A quel punto, ciò che impedirebbe di creare pattern ibridi con fitness ridotta sarebbe l’univocità della trasmissione di questi geni: indipendentemente dal maschio, se la femmina appartiene ad una gens, anche le sue figlie seguiranno le sue “preferenze” cromatiche. Le obiezioni però non mancano: potrebbe essere, infatti, difficile immaginare la plausibilità di questa ipotesi alla luce del fatto che, in altri uccelli, il colore delle uova è influenzato da entrambi i genitori.
Nell’articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications (link), il team internazionale supervisionato da Bård G. Stokke ha diretto i propri sforzi nel tentativo di ricostruire l’origine genetica della rara colorazione azzurra delle uova di alcune popolazioni e sottospecie di cuculo. Analizzando una serie di marcatori genetici nel DNA mitocondriale e nel cromosoma W, i ricercatori hanno mostrato come i cuculi europei che depongono uova azzurre abbiano sequenze complessivamente molto diverse dalle altre gentes. Invece, le sequenze analizzate negli autosomi e nel cromosoma Z appaiono molto simili a quelle delle femmine con uova di altro colore e/o pattern. Successive analisi filogenetiche hanno dimostrato, tra le altre cose, che le femmine sia europee che asiatiche dalle uova azzurre sono strettamente imparentate tra loro. In altre parole, tutte le femmine che depongono uova azzurre discenderebbero da un’unica e antica linea matriarcale, probabilmente originatasi in Asia e poi diffusasi anche in Europa. È da escludere, quindi, un qualche contributo paterno a questo carattere, altrimenti non sarebbe possibile osservare l’associazione “un determinato DNA materno = femmina che depone uova azzurre”. Dal canto loro, i maschi, non determinando in alcun modo il colore delle uova, si accoppiano con femmine appartenenti a gentes diverse, prevenendo in questo modo possibili eventi di speciazione. Data la bassa probabilità che i geni mitocondriali possano avere un qualche effetto pleiotropico capace di influenzare il colore delle uova, è molto probabile che i geni responsabili dell’ereditarietà della colorazione azzurra siano incastonati sul cromosoma femminile W. Questo meccanismo è probabilmente in contrapposizione con quanto avviene nelle specie ospiti, dove la ricombinazione potrebbe, invece, essere utile per generare più velocemente nuovi pattern di colorazione che rendano più facile il riconoscimento tra uova proprie e “abusive”, in modo da rendere la vita più difficile al mimetico parassita.
Insomma, anche nel mimetismo di questi cuculi, è il caso di dire tale madre, tale figlia.
Riferimenti:
Frode Fossøy, Michael D Sorenson, Wei Liang, Torbjørn Ekrem, Arne Moksnes, Anders P Møller, Jarkko Rutila, Eivin Røskaft, Fugo Takasu, Canchao Yang, Bård G Stokke. Ancient origin and maternal inheritance of blue cuckoo eggs. Nature Communications. 2016 Jan 12. doi:10.1038/ncomms10272 Immagine: By Chiswick Chap via Wikimedia Commons
Una soluzione ci sarebbe ed anche semplice: basterebbe che i genitori individuassero l’uovo intruso tempestivamente e lo scaraventassero a terra prima che il fascinoso killer-pulcino diventi figlio unico. Ma il cuculo ha evoluto la capacità di mimare quasi alla perfezione le uova delle specie che parassita, rendendone arduo il riconoscimento. Dagli interessi contrastanti del cuculo e dei suoi “ospiti” scaturisce uno dei migliori esempi di corsa agli armamenti. Se da un lato le specie parassitate evolvono capacità di discriminazione sempre più sottili, dall’altra il cuculo diverrà sempre più abile nel camuffamento delle proprie uova.
In questa specie esistono popolazioni ospite-specifiche (chiamate gentes) che presentano pattern di colorazione delle uova che mimano proprio quelle dei rispettivi ospiti. Ma come fanno queste popolazioni a mantenere la loro specificità? È una domanda non da poco, perché, com’è ovvio, incroci tra di esse potrebbero generare pattern di colorazione delle uova intermedi o comunque non specifici che mettono a rischio la fedeltà agli ospiti. In più, tuttora si sa poco dei geni responsabili della colorazione delle uova negli uccelli.
A differenza di molti altri animali, negli uccelli il sesso eterogametico è quello femminile (cromosomi Z e W) mentre il maschio porta due cromosomi Z. Se immaginassimo un’ereditarietà di tipo materno della colorazione delle uova, che sia mitocondriale o legata al cromosoma femminile W, tutto tornerebbe. A quel punto, ciò che impedirebbe di creare pattern ibridi con fitness ridotta sarebbe l’univocità della trasmissione di questi geni: indipendentemente dal maschio, se la femmina appartiene ad una gens, anche le sue figlie seguiranno le sue “preferenze” cromatiche. Le obiezioni però non mancano: potrebbe essere, infatti, difficile immaginare la plausibilità di questa ipotesi alla luce del fatto che, in altri uccelli, il colore delle uova è influenzato da entrambi i genitori.
Nell’articolo pubblicato sulla rivista Nature Communications (link), il team internazionale supervisionato da Bård G. Stokke ha diretto i propri sforzi nel tentativo di ricostruire l’origine genetica della rara colorazione azzurra delle uova di alcune popolazioni e sottospecie di cuculo. Analizzando una serie di marcatori genetici nel DNA mitocondriale e nel cromosoma W, i ricercatori hanno mostrato come i cuculi europei che depongono uova azzurre abbiano sequenze complessivamente molto diverse dalle altre gentes. Invece, le sequenze analizzate negli autosomi e nel cromosoma Z appaiono molto simili a quelle delle femmine con uova di altro colore e/o pattern. Successive analisi filogenetiche hanno dimostrato, tra le altre cose, che le femmine sia europee che asiatiche dalle uova azzurre sono strettamente imparentate tra loro. In altre parole, tutte le femmine che depongono uova azzurre discenderebbero da un’unica e antica linea matriarcale, probabilmente originatasi in Asia e poi diffusasi anche in Europa. È da escludere, quindi, un qualche contributo paterno a questo carattere, altrimenti non sarebbe possibile osservare l’associazione “un determinato DNA materno = femmina che depone uova azzurre”. Dal canto loro, i maschi, non determinando in alcun modo il colore delle uova, si accoppiano con femmine appartenenti a gentes diverse, prevenendo in questo modo possibili eventi di speciazione. Data la bassa probabilità che i geni mitocondriali possano avere un qualche effetto pleiotropico capace di influenzare il colore delle uova, è molto probabile che i geni responsabili dell’ereditarietà della colorazione azzurra siano incastonati sul cromosoma femminile W. Questo meccanismo è probabilmente in contrapposizione con quanto avviene nelle specie ospiti, dove la ricombinazione potrebbe, invece, essere utile per generare più velocemente nuovi pattern di colorazione che rendano più facile il riconoscimento tra uova proprie e “abusive”, in modo da rendere la vita più difficile al mimetico parassita.
Insomma, anche nel mimetismo di questi cuculi, è il caso di dire tale madre, tale figlia.
Riferimenti:
Frode Fossøy, Michael D Sorenson, Wei Liang, Torbjørn Ekrem, Arne Moksnes, Anders P Møller, Jarkko Rutila, Eivin Røskaft, Fugo Takasu, Canchao Yang, Bård G Stokke. Ancient origin and maternal inheritance of blue cuckoo eggs. Nature Communications. 2016 Jan 12. doi:10.1038/ncomms10272 Immagine: By Chiswick Chap via Wikimedia Commons
