Molti mammiferi hanno un debole per i dolci, ma gli uccelli hanno perso il loro recettore dolce durante l'evoluzione. Sebbene i colibrì e gli uccelli canori abbiano riproposto indipendentemente il loro recettore salato per percepire gli zuccheri, non è chiaro come gli altri uccelli abbiano un sapore dolce. Ora, un team internazionale guidato da ricercatori del Max Planck Institute for Biological Intelligence (in fondazione) mostra che anche i picchi hanno riacquistato il gusto dolce. È interessante notare che i wrynecks, picchi specializzati che si nutrono di formiche, hanno invertito selettivamente questo guadagno attraverso un semplice e inaspettato cambiamento nel recettore. Questi risultati dimostrano un nuovo meccanismo di reversione sensoriale ed evidenziano come i sistemi sensoriali si adattano alle esigenze dietetiche di specie diverse.

Gli uccelli, i discendenti dei dinosauri carnivori, mancano di parte del recettore dolce che si trova nei mammiferi. Questo dovrebbe lasciarli insensibili agli zuccheri. Tuttavia, studi recenti hanno dimostrato che sia i colibrì che gli uccelli canori hanno riacquistato la capacità di percepire lo zucchero riproponendo il loro recettore salato per rilevare ora i carboidrati nella frutta e nel nettare. Non è chiaro come gli altri uccelli percepiscano gli zuccheri e la misura in cui le risposte dei recettori del gusto tracciano l'immensa diversità alimentare degli uccelli. Per indagare su questa domanda, Julia Cramer e Maude Baldwin del gruppo di ricerca Evolution of Sensory Systems e colleghi di altre università si sono concentrati sui picchi. Sebbene principalmente insettivori, questo gruppo di uccelli contiene anche diverse specie che includono linfa, nettare e frutta ricchi di zucchero nella loro dieta.

Utilizzando test comportamentali su uccelli selvatici, il gruppo di Baldwin ha mostrato che i picchi preferiscono chiaramente lo zucchero e gli aminoacidi rispetto all'acqua. Sorprendentemente, i torcicollo, un membro del gruppo dei picchi la cui dieta è composta quasi esclusivamente da formiche, hanno mostrato preferenze per gli aminoacidi ma non per gli zuccheri. "La nostra domanda successiva era se la preferenza per lo zucchero osservata è rispecchiata dai recettori degli uccelli", riassume Baldwin.

L'antenato comune possedeva il recettore dello zucchero

Le analisi funzionali dei recettori del gusto hanno confermato che i recettori del picchio erano sensibili agli zuccheri, mentre quelli dei torcicollo non lo erano. È interessante notare che le ricostruzioni ancestrali indicavano che l'antenato comune di torcicollo e picchi possedeva già un recettore salato modificato in grado di rispondere agli zuccheri. "Questa scoperta ha svelato un terzo caso di evoluzione indipendente del rilevamento dello zucchero attraverso la modifica del recettore salato negli uccelli", afferma Cramer, il primo autore dello studio. "Tuttavia, ciò che è stato ancora più eccitante è stata l'implicazione che i torcicollo hanno successivamente perso la nuova funzione del recettore".

La meticolosa dissezione di Cramer delle differenze tra i recettori del torcicollo e del picchio ha rivelato inaspettatamente che i cambiamenti in un solo amminoacido nel recettore del torcicollo hanno disattivato selettivamente il rilevamento dello zucchero:gli uccelli hanno mantenuto la loro capacità di avere un sapore saporito, il che è probabilmente importante per gli uccelli specializzati in insetti che consumare una dieta ricca di proteine.

Questi risultati tracciano una storia evolutiva in cui un primo guadagno del rilevamento dello zucchero nei picchi, forse originato da un antenato precedente e quindi più vecchio dei picchi stessi, è stato seguito dalla sua reversione quando il recettore del torcicollo è stato successivamente alterato. "Siamo rimasti molto sorpresi di scoprire che questa reversione è causata da cambiamenti in un solo amminoacido, che agisce come un interruttore molecolare per regolare selettivamente la sensibilità allo zucchero nei torcicollo", spiega Cramer. "Inaspettatamente, il risultato di questo piccolo cambiamento è che i torcicollo ora non sono più in grado di rilevare lo zucchero nel loro cibo, ma hanno mantenuto la capacità del recettore di raccogliere informazioni sul contenuto di amminoacidi specifici. Questo ha molto senso quando la maggior parte della tua dieta è fatta di formiche."

Saranno necessarie ulteriori indagini per descrivere in che modo i cambiamenti specifici nei recettori del gusto e in altri sistemi fisiologici e sensoriali sono correlati alla ricca diversità alimentare tra gli uccelli.

La ricerca è stata pubblicata su Current Biology .