Una mutazione alla base delle nascite femminili partenogeniche nelle api del Capo

Scoperto il gene responsabile della partenogenesi telitoca, la capacità di produrre figlie femmine in modo asessuato, nelle operaie dell’ape del Capo (Apis mellifera capensis)


La casta operaia (femminile) delle api da miele (Apis mellifera) non è in grado di deporre uova, ovvero di riprodursi, in presenza dei feromoni prodotti dalla regina e dalla covata della stessa (Pikaia ne ha parlato qui). Tuttavia, ogni volta che la regina e il suo controllo feromonico sono assenti, le operaie sono in grado di attivare le loro ovaie e produrre per via partenogenetica una prole di maschi aploidi. Questa capacità è detta partenogenesi arrenotoca (dal greco, nascita di maschi).

Una rara eccezione a questo tipo di partenogenesi, che vede coinvolte sempre le operaie, è la produzione partenogenetica di prole femminile, detta telitoca (dal greco, nascita di femmine), caratteristica dell’ape del Capo (Apis mellifera capensis, una sottospecie di Apis mellifera sudafricana). Un recente studio, pubblicato sulla rivista Current Biology, riporta che è stata individuata la causa di questo fenomeno. Un gruppo di ricercatori della School of Life and Environmental Sciences, dell’Università di Sydney, ha incrociato la sottospecie Apis mellifera capensis (telitoca) con la sottospecie Apis mellifera scutellata (non- telitoca) che occupa areali vicini alla prima.

La ricerca si è concentrata su marcatori genetici che, grazie agli incroci, hanno generato operaie in grado di effettuare la partenogenesi telitoca. Gli scienziati hanno scoperto che si tratta di una mutazione del gene GB45239 localizzato nel cromosoma 11 della specie. Il gene GB45239, in condizioni di dowregulation, permette alle api del Capo operaie di deporre uova che producono solo femmine invece dei normali maschi, come invece fanno le altre api da miele. La partenogenesi telitoca prende inizio da una meiosi anomala che porta alla fusione di due pronuclei materni, generando una diploidia nelle uova appena deposte. La possibilità di generare femmine, esemplari che hanno caratteristiche decisamente più vantaggiose rispetto ai maschi, come per esempio la possibilità di diventare regine che porterebbero avanti il genoma dell’operaia (di fatto una reincarnazione in regina per l’operaia, dato che la figlia non sarebbe altro che un clone), causa tuttavia una serie di problematiche all’interno dell’alveare, che spesso sfociano in conflitti sociali. Quando una colonia perde la sua regina, le operaie telitoche infatti competono per essere la madre della prossima regina.

I ricercatori sostengono che questa ricerca apra le porte per ulteriori studi su due importanti transizioni evolutive: l’origine del sesso e l’origine delle società animali complesso (Pikaia ne ha parlato qui). Inoltre comprendere i meccanismi che intervengono come interruttore genico che permette agli animali di riprodursi asessualmente, potrebbe avere importanti applicazioni in agricoltura, biotecnologia e in molti altri settori legati alle scienze della vita (Pikaia ne ha parlato qui).


Fonti:
Boris Yagound et al. A Single Gene Causes Thelytokous Parthenogenesis, the Defining Feature of the Cape Honeybee Apis mellifera capensis. Current Biology, published online May 7, 2020; doi: 10.1016/j.cub.2020.04.033

Immagine: Julie Anne Workman / CC BY-SA, via Wikimedia Commons