Il cervello nell’intestino: come le azioni delle api vengono influenzate da creature ancora più piccole
È risaputo che i microbi che vivono nell’intestino influenzano aspetti legati alla neurofisiologia e al comportamento dei propri organismi ospitanti. Negli ultimi anni sono stati effettuati studi approfonditi sui microbiomi dei mammiferi e sugli effetti da essi esercitati; si sa molto di meno, tuttavia, sull’asse microbiota intestinale-cervello degli insetti, persino di quelli ritenuti importanti in termini economici. Per affrontare questa lacuna, il progetto BRAIN ha approfondito le interazioni presenti tra i microbi che vivono nell’intestino delle api e gli effetti provocati dagli stessi. «I microbi intestinali possono ripercuotersi direttamente sul cervello, arrivando a modulare il comportamento dei loro organismi ospitanti», afferma Joanito Liberti, coordinatore del progetto, che continua: «Sono pochi, tuttavia, gli studi sinora effettuati in merito agli effetti esercitati sul comportamento sociale».
Cresciuti artificialmente
Questa non è la prima volta in cui Liberti ha studiato gli insetti. Il ricercatore, infatti, aveva già utilizzato nel passato i dati relativi all’espressione genica allo scopo di prevedere il modo in cui l’inseminazione avrebbe cambiato la neurofisiologia delle api, oltre ad aver pubblicato un’analisi comparativa dei simbionti batterici nelle formiche. Liberti ha scelto le api in quanto questi insetti altamente sociali possono fungere da modello per le società umane. Inoltre, le api si prestano agli studi sui batteri intestinali. «Possiamo produrre facilmente api prive di un microbioma intestinale», spiega Liberti, «prendendo le pupe e incubandole al di fuori dell’alveare. Solitamente, le api recentemente divenute adulte lo acquisiscono interagendo con altre api operaie». Essendo le ricerche sui microbiomi delle api approfondite, tutti i simbionti possono essere cresciuti in vitro e le api recentemente diventate adulte possono essere inoculate, attraverso il cibo a loro destinato, con una miscela di questi microbi. Grazie a questo approccio è possibile inoltre cancellare le differenze relative a genetica ed età, dato che le api vengono tutte dagli stessi alveari e sono nate nello stesso periodo.
Schede di studio sulle api
Per identificare gli effetti di questi microbi, Liberti ha analizzato l’espressione genica nel cervello delle api con e senza microbioma. «Esistono delle leggere differenze che sembrano avere un certo significato in termini di geni coinvolti e del punto in cui questi effetti sono riscontrabili nel cervello», aggiunge. Il lavoro è stato svolto presso l’Università di Losanna, in Svizzera. Per comprendere in modo più approfondito come questi cambiamenti nell’espressione genica abbiano determinato un’alterazione nel comportamento delle api, esse sono state contrassegnate individualmente con minuscole etichette quadrate di 1,6 mm per lato, simili a codici QR, incollate sul loro torace. È quindi stata impiegata una telecamera a infrarossi per tracciare il movimento delle api all’interno delle cassette-nido utilizzate per l’esperimento. La telecamera registrava la frequenza con cui le api interagivano tra di loro, la durata di queste interazioni, i soggetti specifici che ne prendevano parte e il modo in cui si muovevano nelle cassette. «Ciò ha prodotto un’enorme quantità di dati: di fatto, diversi terabyte», spiega Liberti. Questi dati sono tuttora in fase di analisi. «L’ambiente è stato davvero fantastico e mi sono ritrovato nella posizione di lavorare con due reparti in cui erano attivi numerosi colleghi, due eccezionali consulenti e svariati nuovi collaboratori». L’attuale obiettivo di Liberti, secondo le sue stesse parole, è pubblicare i risultati ottenuti a partire dal suo lavoro sperimentale prima di andare alla ricerca di nuovi finanziamenti per muovere i prossimi passi nella sua carriera.
Una stretta collaborazione
La ricerca è stata effettuata con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. «Senza questo supporto non sarei qui, in quanto mi ha dato la possibilità di spostarmi da Copenaghen alla Svizzera tra i gruppi di ricerca più all’avanguardia in assoluto nei rispettivi campi di studio, il che ha rappresentato un ottimo passo in avanti per la mia carriera», conclude Liberti.
Parole chiave
BRAIN, ape, intestino, neurofisiologia, QR, comportamento, sociale, insetti, microbioma, terabyte
