Un recente studio condotto da un team di ricercatori giapponesi ha rivelato l’incredibile flessibilità del comportamento animale, dimostrando che anche modifiche genetiche minime possono portare a cambiamenti comportamentali sostanziali. I maschi della specie Drosophila melanogaster, comunemente conosciuta come moscerino della frutta, hanno attratto le femmine attraverso un canto prodotto dal rapido battito delle ali per 35 milioni di anni. Tuttavia, grazie a un intervento mirato su un singolo gene, i ricercatori sono riusciti a indurre questi moscerini a adottare il comportamento di un’altra specie, il Drosophila subobscura, noto per il suo rituale di corteggiamento che prevede l’offerta di cibo.
L’esperimento innovativo
L’esperimento, recentemente pubblicato sulla rivista Science, è stato condotto dal National Institute of Information and Communications Technology (Nict) in collaborazione con l’Università di Nagoya. Daisuke Yamamoto, uno degli autori principali dello studio, ha sottolineato che questa ricerca rappresenta un passo avanti nella comprensione delle radici genetiche di comportamenti complessi come quelli associati al corteggiamento. Yamamoto ha affermato: “Abbiamo dimostrato come possiamo risalire alle radici genetiche di comportamenti complessi come il dono nuziale, per comprendere come l’evoluzione crei strategie completamente nuove che aiutano le specie a sopravvivere e riprodursi”.
Il ruolo del gene ‘fruitless’
Il fulcro dell’esperimento è stato il gene conosciuto come ‘fruitless’ (fru), identificato come fondamentale per controllare i comportamenti di corteggiamento nei maschi di entrambe le specie. Sebbene questo gene sia presente in entrambe le specie, la differenza chiave risiede nella connessione tra i neuroni che producono insulina e il centro di controllo del corteggiamento nel cervello. Nei Drosophila subobscura, i neuroni insulino-produttori sono direttamente collegati a questo centro, consentendo loro di eseguire il comportamento di offerta di cibo. Al contrario, nei Drosophila melanogaster, tali neuroni non sono connessi, il che spiega perché i maschi di questa specie utilizzano un corteggiamento basato sul canto.
Metodologia dell’esperimento
Per realizzare l’esperimento, i ricercatori hanno utilizzato embrioni geneticamente modificati contenenti proteine attivate dal calore. Questo approccio ha consentito loro di identificare un gruppo di circa 18 neuroni insulino-produttori che controllano la proteina FruM, specifica del sesso maschile. Questi neuroni sono localizzati nella pars intercerebralis, una regione del cervello cruciale per il controllo del comportamento. Attivando il gene fru in questi neuroni, i ricercatori sono riusciti a generare nuove connessioni neurali che hanno portato i maschi di Drosophila melanogaster a corteggiare le femmine con l’offerta di doni, un comportamento fino ad allora sconosciuto per questa specie.
Implicazioni della ricerca
Le scoperte hanno aperto nuove strade per la ricerca sul comportamento animale e sull’evoluzione. Ryoya Tanaka, un altro autore dello studio, ha spiegato: “Quando abbiamo attivato il gene fru nei neuroni produttori di insulina nei moscerini che corteggiano con il canto, le cellule hanno sviluppato lunghe proiezioni neurali e si sono connesse al centro del corteggiamento nel cervello, creando nuovi circuiti cerebrali”. Questa è la prima volta che un fenomeno simile è stato osservato in animali, suggerendo che l’evoluzione di nuovi comportamenti non richiede necessariamente l’emergere di nuovi neuroni, ma può derivare da una riorganizzazione genetica su piccola scala.
Questi risultati pongono interrogativi su come i comportamenti sociali e riproduttivi possano evolversi in risposta a cambiamenti ambientali o sociali. La possibilità di trasferire comportamenti tra specie diverse attraverso modifiche genetiche apre a scenari affascinanti e a nuove domande su come la biologia evolutiva possa interagire con la genetica e il comportamento.
Con l’avanzare della tecnologia genetica e delle tecniche di editing del genoma, come CRISPR, le implicazioni di questa ricerca potrebbero estendersi ben oltre il campo della biologia dei moscerini della frutta, offrendo nuove intuizioni su comportamenti complessi in altre specie, incluso l’essere umano, e su come questi comportamenti possano essere influenzati da fattori genetici.