Nell'alveare, gli individui api svolgono ruoli specializzati in una società altamente organizzata. Le api possono svolgere diversi compiti, come procurarsi il cibo, prendersi cura dei piccoli o difendere l'alveare, a seconda della loro età e dei bisogni della colonia. Questa diversità di comportamento gioca un ruolo cruciale nel mantenere il funzionamento efficiente dell’alveare.
Le modifiche epigenetiche, che sono cambiamenti chimici al DNA che influenzano l’espressione genetica senza alterare la sequenza del DNA, sono emerse come potenziali meccanismi per la regolazione del comportamento. Tuttavia, il ruolo specifico dei segni epigenetici nel comportamento sociale è rimasto poco compreso.
Per colmare questa lacuna, i ricercatori, guidati dalla dottoressa Margaret Couvillon e dalla dottoressa Gro V Amdam, hanno esaminato i tessuti cerebrali delle api mellifere che svolgevano compiti distinti:raccoglitrici e nutrici, e hanno analizzato il loro panorama epigenetico.
Il team si è concentrato su un tipo specifico di marchio epigenetico noto come metilazione del DNA, che comporta modifiche chimiche alla molecola del DNA. La metilazione del DNA può attivare o disattivare i geni, influenzando l’espressione genica e la funzione cellulare.
Sorprendentemente, i ricercatori hanno scoperto che i livelli di metilazione del DNA in alcuni promotori di geni erano significativamente diversi nei raccoglitori e negli infermieri. Questi diversi modelli di metilazione indicavano che l'espressione genica veniva regolata in modo specifico per il compito.
Ulteriori indagini hanno rivelato che questi cambiamenti epigenetici non erano permanenti ma piuttosto reversibili. Quando gli infermieri sono stati indotti sperimentalmente a diventare raccoglitori, i loro modelli di metilazione si sono spostati per corrispondere a quelli dei raccoglitori. Al contrario, quando i raccoglitori sono stati costretti ad adottare ruoli infermieristici, i loro profili di metilazione si sono trasformati per assomigliare a quelli degli infermieri.
I risultati suggeriscono fortemente che la metilazione reversibile del DNA è coinvolta nella regolazione delle transizioni comportamentali quando gli individui passano da un compito all’altro nella colonia di api.
I ricercatori hanno approfondito i meccanismi alla base di queste modifiche epigenetiche e hanno scoperto che le regioni del cervello associate alla cognizione mostravano livelli particolarmente elevati dell’enzima responsabile della metilazione del DNA.
Questa scoperta ha evidenziato l’importante ruolo del cervello nel controllo della regolazione epigenetica del comportamento.
Nel complesso, lo studio non solo ha scoperto il legame molecolare tra segni epigenetici e modelli comportamentali nelle api sociali, ma ha anche accennato a potenziali percorsi attraverso i quali i segnali ambientali e l’interazione sociale potrebbero innescare cambiamenti epigenetici.
Questa ricerca amplia la nostra comprensione dei meccanismi molecolari che governano i comportamenti sociali delle api e potenzialmente di altri insetti sociali. L’epigenetica potrebbe offrire una nuova strada per l’indagine di biologi evoluzionisti, psicologi e neuroscienziati che studiano i complessi modelli comportamentali osservati nel regno animale.
