Parassiti che allungano la vita
Tenie che infestano una specie di formiche allungano la vita agli individui infestati, che vivono molto di più dei propri conspecifici sani; le tenie vengono predate, assieme alle formiche che le ospitano, da uccelli all’interno dei quali completano il ciclo.
È noto che molte specie di formiche ospitano nei formicai animali di varie specie, nel complesso chiamati mirmecofili, che vivono nei formicai e sviluppano sistemi sofisticatissimi per farsi accettare dalle formiche con cui vivono (ne trovate molti esempi nel magnifico libro di Menno Schilthuizen). Sono forme diverse di simbiosi, a volte antichissime. Una forma estrema di simbiosi è, naturalmente, il parassitismo.
Dalle formiche ai picchi
Un gruppo di ricercatori tedeschi e israeliani ha seguito per alcuni anni la vita di alcune colonie di una piccola formica (2-3 mm) abbastanza comune in Europa, Temnothorax nylanderi. I formicai hanno una regina, che è deputata alla riproduzione e può avere una vita sorprendentemente lunga, e 100-200 operaie sterili che si dedicano a tutte le attività quotidiane all’interno del formicaio, quali pulizia, accudimento delle larve e dei giovani, ricerca di cibo, difesa. La ricerca aveva come scopo di indagare la sopravvivenza delle operaie così come sono e di quelle infestate da una tenia, Anomotaenia brevis, della quale le formiche in questione sono l’ospite intermedio. Le operaie di Temnothorax vengono infatti infettate allo stadio di larve dall’ingestione di uova del platelminta, che si sviluppano poi nell’addome delle formiche (fino a 70 larve di tenie sono state trovate in una singola formica).
In molti sistemi biologici i parassiti sono in grado di modificare il comportamento o le caratteristiche dell’ospite in modo da facilitare il completamento del ciclo (si veda il caso magnifico di Toxoplasma). Nel caso di cui stiamo parlando l’ospite definitivo è un picchio, un uccello all’interno del quale le tenie completano lo sviluppo, maturano, e rilasciano, attraverso le feci le uova che poi verranno ingerite dalle formiche. I picchi raccolgono i parassiti, assieme alle formiche che li ospitano, in rametti o ghiande cadute dove risiedono. Dunque i ricercatori hanno cercato di capire se e come la biologia delle formiche Temnothorax venga manipolata dal parassita in modo da massimizzare la sua diffusione.
Operaie longeve come regine grazie al parassita
Solitamente gli animali parassitati soffrono di una diminuzione della fitness, sotto forma di sviluppo più lento o ridotta fecondità. Nelle nostre formiche, invece, l’infestazione non riduce il potenziale riproduttivo delle formiche (Le operaie sono normalmente sterili, ma possono mettersi a produrre uova quando la regina viene rimossa dal formicaio) che anzi è superiore a quello delle conspecifiche non infette, ma altera il loro fenotipo e la loro speranza di vita: più di metà delle operaie infette era ancora viva dopo mille giorni, quando tutte le formiche non infette erano morte.
Nel corso dei tre anni dello studio è stato visto che la vita delle formiche infestate dalle tenie è ben più lunga di quella delle formiche “sane” e la loro sopravvivenza è simile, nel periodo di osservazione, a quella delle regine, che possono vivere decine di anni, mentre le operaie non vivono che settimane. Al contrario, le operaie non infette delle colonie infestate dalle tenie hanno una sopravvivenza molto più bassa di quella delle operaie infestate, ma anche di quella delle colonie non infestate. Le operaie infestate dalle tenie hanno una cuticola giallastra e meno scletorizzata, un tasso metabolico e un contenuto lipidico simile a quello delle operaie giovani della specie, e un particolare profilo chimico delle cuticole che le fa assomigliare alle giovani formiche della colonia, ricevendo dunque più cure delle operaie “sane”.
Quello che rimane da scoprire
Lo stress dovuto al “superlavoro” delle formiche non infestate nell’accudimento della colonia (e delle colleghe infestate) è probabilmente una delle cause della loro vita più breve. Come ha dichiarato alla rivista The Atlantic il parassitologo Farrah Bashey-Visser, non coinvolto nello studio “il verme parassita non sta sfruttando solo la fisiologia di un individuo, ma la anche le interazioni sociali”.
Ma se la logica generale di questa storia è abbastanza chiara, così non è la causa prossima della vita lunga delle formiche infestate. Gli autori concludono, infatti, con una finestra aperta su una possibile affascinante ricerca futura: “Al momento non abbiamo spiegazioni razionali sul ruolo dei fattori fisiologici intrinseci e delle condizioni ambientali che entrano in gioco nella prolungata sopravvivenza. Se e quanto comportamenti sociali contribuiscano alle differenze nella durata della vita è del tutto sconosciuto”
Riferimenti: Beros S., Lenhart A., Scharf I., Negroni M.A., Menzel F., Foitzik S. 2021 Extreme lifespan extension in tapeworm-infected ant workers. R. Soc. Open Sci. 8: 202118 https://doi.org/10.1098/rsos.202118
Immagine: la formica gialla è stata infettata dalla tenia, sotto un’operaia normale. Da Laciny, A. (2021). Among the shapeshifters: parasite-induced morphologies in ants (Hymenoptera, Formicidae) and their relevance within the EcoEvoDevo framework. EvoDevo, 12(1), 1–21. doi: 10.1186/s13227-021-00173-2
Dalle formiche ai picchi
Un gruppo di ricercatori tedeschi e israeliani ha seguito per alcuni anni la vita di alcune colonie di una piccola formica (2-3 mm) abbastanza comune in Europa, Temnothorax nylanderi. I formicai hanno una regina, che è deputata alla riproduzione e può avere una vita sorprendentemente lunga, e 100-200 operaie sterili che si dedicano a tutte le attività quotidiane all’interno del formicaio, quali pulizia, accudimento delle larve e dei giovani, ricerca di cibo, difesa. La ricerca aveva come scopo di indagare la sopravvivenza delle operaie così come sono e di quelle infestate da una tenia, Anomotaenia brevis, della quale le formiche in questione sono l’ospite intermedio. Le operaie di Temnothorax vengono infatti infettate allo stadio di larve dall’ingestione di uova del platelminta, che si sviluppano poi nell’addome delle formiche (fino a 70 larve di tenie sono state trovate in una singola formica).
In molti sistemi biologici i parassiti sono in grado di modificare il comportamento o le caratteristiche dell’ospite in modo da facilitare il completamento del ciclo (si veda il caso magnifico di Toxoplasma). Nel caso di cui stiamo parlando l’ospite definitivo è un picchio, un uccello all’interno del quale le tenie completano lo sviluppo, maturano, e rilasciano, attraverso le feci le uova che poi verranno ingerite dalle formiche. I picchi raccolgono i parassiti, assieme alle formiche che li ospitano, in rametti o ghiande cadute dove risiedono. Dunque i ricercatori hanno cercato di capire se e come la biologia delle formiche Temnothorax venga manipolata dal parassita in modo da massimizzare la sua diffusione.
Operaie longeve come regine grazie al parassita
Solitamente gli animali parassitati soffrono di una diminuzione della fitness, sotto forma di sviluppo più lento o ridotta fecondità. Nelle nostre formiche, invece, l’infestazione non riduce il potenziale riproduttivo delle formiche (Le operaie sono normalmente sterili, ma possono mettersi a produrre uova quando la regina viene rimossa dal formicaio) che anzi è superiore a quello delle conspecifiche non infette, ma altera il loro fenotipo e la loro speranza di vita: più di metà delle operaie infette era ancora viva dopo mille giorni, quando tutte le formiche non infette erano morte.
Nel corso dei tre anni dello studio è stato visto che la vita delle formiche infestate dalle tenie è ben più lunga di quella delle formiche “sane” e la loro sopravvivenza è simile, nel periodo di osservazione, a quella delle regine, che possono vivere decine di anni, mentre le operaie non vivono che settimane. Al contrario, le operaie non infette delle colonie infestate dalle tenie hanno una sopravvivenza molto più bassa di quella delle operaie infestate, ma anche di quella delle colonie non infestate. Le operaie infestate dalle tenie hanno una cuticola giallastra e meno scletorizzata, un tasso metabolico e un contenuto lipidico simile a quello delle operaie giovani della specie, e un particolare profilo chimico delle cuticole che le fa assomigliare alle giovani formiche della colonia, ricevendo dunque più cure delle operaie “sane”.
Quello che rimane da scoprire
Lo stress dovuto al “superlavoro” delle formiche non infestate nell’accudimento della colonia (e delle colleghe infestate) è probabilmente una delle cause della loro vita più breve. Come ha dichiarato alla rivista The Atlantic il parassitologo Farrah Bashey-Visser, non coinvolto nello studio “il verme parassita non sta sfruttando solo la fisiologia di un individuo, ma la anche le interazioni sociali”.
Ma se la logica generale di questa storia è abbastanza chiara, così non è la causa prossima della vita lunga delle formiche infestate. Gli autori concludono, infatti, con una finestra aperta su una possibile affascinante ricerca futura: “Al momento non abbiamo spiegazioni razionali sul ruolo dei fattori fisiologici intrinseci e delle condizioni ambientali che entrano in gioco nella prolungata sopravvivenza. Se e quanto comportamenti sociali contribuiscano alle differenze nella durata della vita è del tutto sconosciuto”
Riferimenti: Beros S., Lenhart A., Scharf I., Negroni M.A., Menzel F., Foitzik S. 2021 Extreme lifespan extension in tapeworm-infected ant workers. R. Soc. Open Sci. 8: 202118 https://doi.org/10.1098/rsos.202118
Immagine: la formica gialla è stata infettata dalla tenia, sotto un’operaia normale. Da Laciny, A. (2021). Among the shapeshifters: parasite-induced morphologies in ants (Hymenoptera, Formicidae) and their relevance within the EcoEvoDevo framework. EvoDevo, 12(1), 1–21. doi: 10.1186/s13227-021-00173-2
È stato Professore Ordinario di Evoluzione Biologica presso l’Università degli Studi di Milano. Ha svolto ricerche nel campo della riproduzione e filogenesi in diversi gruppi di invertebrati. È stato presidente della Società Italiana di Biologia Evoluzionistica e si è occupato attivamente della divulgazione di temi evoluzionisti e di traduzioni di testi di autori importanti. Ha curato il testo “Evoluzione, modelli e processi” per Pearson Italia. Ha diretto per 20 anni la Biblioteca Biologica dell’Università
