Il cervello delle formiche potrebbe raccontare una storia che riguarda tutti gli animali, compresi gli esseri umani. Un lavoro pubblicato su Nature suggerisce che le cure parentali, quel bisogno di prendersi cura dei piccoli, non siano nate dal nulla. Evoluzione avrebbe piuttosto riciclato vecchi circuiti cerebrali, quelli che un tempo servivano soltanto a regolare la fame e l’alimentazione, dando loro un compito completamente nuovo. Studiando le formiche predatrici clonali, i ricercatori della Rockefeller University hanno trovato indizi sorprendenti su come questo passaggio sia potuto avvenire.
Per gran parte della storia evolutiva, moltissimi animali si riproducevano e poi lasciavano i figli a cavarsela da soli. Come sia comparsa la voglia di accudire resta una delle domande più affascinanti della biologia. E le formiche, con le loro colonie ben organizzate, sembrano un punto di osservazione perfetto. Il cervello di una formica contiene circa 60.000 cellule, contro i 100 milioni di un topo, e questo permette di studiare i circuiti coinvolti con un dettaglio e una velocità difficili da ottenere altrove.
Cure parentali: due molecole che spingono in direzioni opposte
Il punto centrale della ricerca sono due neuropeptidi, piccole molecole che il cervello usa per comunicare. Il primo si chiama Neuropeptide F, abbreviato in NPF, e spinge le formiche a occuparsi delle larve. Il secondo, Allatostatina A o AstA, ha l’effetto contrario, ovvero convince l’insetto a lasciare il nido e andare in cerca di cibo. Un tira e molla chimico, insomma, che decide il comportamento a seconda dell’età e delle condizioni interne dell’animale.
Nelle colonie di formiche i ruoli dipendono moltissimo dall’età. Le più giovani restano dentro e si prendono cura delle larve, mentre le più anziane escono a procurare cibo. Ed è proprio qui che entra in gioco la chimica del cervello. Le formiche giovani hanno livelli più alti di NPF e più bassi di AstA in aree cerebrali importanti, mentre le anziane mostrano lo schema opposto. Quando i ricercatori hanno modificato l’attività di queste molecole, il comportamento delle formiche è cambiato di conseguenza, segno che i neuropeptidi non erano semplici spettatori ma protagonisti attivi.
Per arrivarci il team ha costruito un sistema automatico che metteva ogni singola formica di fronte a una singola larva, monitorando centinaia di interazioni. Hanno poi mappato quello che chiamano neuropeptidoma, cioè l’insieme completo dei neuropeptidi di questa specie. Ne hanno identificati 70. Un lavoro lungo e faticoso, ma che ha aperto la porta a decine di nuove indagini.
Quando la fame diventa accudimento
La parte più intrigante riguarda proprio il legame con la fame. Le formiche affamate sviluppavano livelli più alti di NPF e più bassi di AstA, comportandosi così più come balie. Dopo essere state nutrite, l’equilibrio chimico si ribaltava e tornavano a cercare cibo all’esterno. Come spiega Daniel Kronauer, a capo del laboratorio, i comportamenti parentali poggiano sui circuiti dell’alimentazione, e in fondo ha senso, perché prendersi cura significa nutrire non solo sé stessi ma anche i figli.
La cosa che rende il tutto ancora più interessante è che anche i mammiferi sembrano usare alcuni degli stessi neuropeptidi quando accudiscono i piccoli. Confrontare i circuiti nelle formiche e nei mammiferi potrebbe rivelare una strategia biologica condivisa, comune a rami dell’albero della vita distanti tra loro. Tomas Kay, tra gli autori, si dice colpito da quante volte comportamenti parentali simili siano comparsi in modo indipendente, come se le strade percorse dall’evoluzione fossero molto più strette di quanto si immaginasse.
C’è poi un altro filone che questi insetti potrebbero aprire, quello dell’invecchiamento. Il passaggio prevedibile da balia a foraggiatrice offre un modello naturale per capire come la chimica del cervello ridisegni i ruoli sociali col passare del tempo. Kronauer nota che gran parte della ricerca si concentra sulle malattie neurodegenerative in fase avanzata, mentre si sa pochissimo su come cambia un cervello sano nel corso di una vita normale. Nelle colonie di formiche queste dinamiche sono al centro dell’organizzazione sociale, e i neuromodulatori mostrano di poter produrre cambiamenti comportamentali legati all’età, qualcosa che secondo il ricercatore vale probabilmente anche per altri animali, esseri umani inclusi.