La genitorialità non è iniziata con i mammiferi.
È iniziato con la fame.
Un nuovo studio pubblicato su Nature mostra come l’evoluzione abbia riproposto antichi circuiti biologici per creare comportamenti educativi. I ricercatori della Rockefeller University hanno studiato le formiche predatrici clonate. Questi insetti si prendono cura dei loro piccoli. Ma non hanno costruito un nuovo hardware cerebrale per farlo. Hanno preso il controllo dei sistemi che regolano l’alimentazione.
L’evoluzione raramente inventa da zero. Prende ciò che funziona e lo allunga.
“L’evoluzione prende ciò che ha e funziona in questo modo, a volte in modi molto sorprendenti”, afferma Daniel Kronauer, che dirige il Laboratorio di evoluzione sociale e comportamento lì.
La scoperta spiega perché formiche, uccelli e mammiferi si prendono tutti cura dei loro piccoli nonostante i diversi antenati. Il meccanismo è sorprendentemente simile tra le specie.
L’ipotesi del circuito di alimentazione antica
Molti animali depongono le uova e se ne vanno. Offrono zero cure.
Infermiera dei mammiferi. Gli uccelli si prendono cura dei nidi. Le formiche nutrono le larve.
Come è avvenuto questo cambiamento? L’idea guida è la modifica. L’evoluzione ha modificato i sistemi esistenti. Non ne ha costruiti di nuovi.
Precedenti studi sui topi suggerivano che i neuropeptidi legati alla fame incoraggiassero anche l’attività genitoriale. Testarlo su animali semplici come i moscerini della frutta o i nematodi è difficile. Non si preoccupano della prole.
I topi funzionano. Ma il loro cervello è complesso. 100 milioni di neuroni.
Le formiche sono più semplici. Circa 60.000 neuroni.
Questa semplicità li rende un modello potente. Consente un esame più rapido e dettagliato dei circuiti neurali.
Mappatura del cervello della formica
Il team di Kronauer aveva bisogno di un modo per misurare con precisione l’assistenza. Hanno costruito un sistema comportamentale. Ha monitorato simultaneamente centinaia di singole formiche con singole larve.
Hanno anche identificato molecole di segnalazione chimica nel cervello delle formiche. Quindi hanno testato come ognuno di loro ha cambiato comportamento.
Le colonie di formiche hanno una chiara divisione del lavoro basata sull’età.
Le formiche giovani restano all’interno. Si prendono cura delle larve.
Le formiche più vecchie escono. Cercano cibo.
I ricercatori volevano vedere come la chimica del cervello guida questa transizione.
“Abbiamo annotato il neuropeptidoma… Ce n’erano 70 che abbiamo potuto identificare.” — Kay
È stato un duro lavoro. Ma ha prodotto un elenco di 70 molecole specifiche. Ora possono indagarli in vari modi.
Due molecole controllano l’interruttore
I risultati sono stati chiari.
I sistemi che governano l’assistenza sono direttamente legati agli antichi circuiti della fame.
Due molecole di segnalazione controllano l’interruttore.
Neuropeptide F (NPF). Incoraggia l’assistenza.
Allatostatina A (AstA). Richiede il foraggiamento.
Nelle formiche giovani, l’NPF è elevato. L’AstA è bassa.
Nelle formiche più anziane, lo schema si inverte.
Ciò corrisponde al loro naturale passaggio dall’allattamento al foraggiamento.
Il team ha cambiato l’attività di queste molecole. Il comportamento delle formiche è cambiato immediatamente. Ciò dimostra la forte influenza di questi neuropeptidi sul comportamento sociale.
La fame gioca ancora un ruolo.
Le formiche affamate hanno aumentato il NPF. Hanno ridotto l’AstA.
Si comportavano più come badanti.
Le formiche della Fed hanno visto l’equilibrio opposto. Hanno abbandonato le cure per procurarsi il cibo.
“Il comportamento dei genitori dipende molto dall’alimentazione”, afferma Kronauer. “Non solo te stesso, ma la tua prole.”
Perché questo è importante per la salute umana
Non si tratta solo di insetti.
I mammiferi usano molecole simili. Il confronto di questi circuiti tra le specie potrebbe rivelare come la genitorialità si evolve in generale.
“Mi stupisce che comportamenti genitoriali simili si siano evoluti così tante volte”, afferma Kay.
I percorsi evolutivi verso questi comportamenti sono più limitati di quanto si immagini.
Ciò potrebbe eventualmente portare a un modello per comportamenti sociali complessi.
C’è un altro punto di vista. Le formiche invecchiano naturalmente da badanti a raccoglitrici. Ciò offre un modello per un invecchiamento sano.
Le malattie neurodegenerative in stadio avanzato ricevono la maggior parte dei finanziamenti. Ma sappiamo poco dei normali cambiamenti cerebrali.
“In realtà sappiamo molto poco su come il cervello cambia nel corso del normale periodo di salute di un individuo”, afferma Kronauer.
Queste dinamiche sono centrali nella società delle formiche.
I neuromodulatori producono cambiamenti dipendenti dall’età.
Questo probabilmente vale anche per altri animali. Umani compresi.
Il cervello cambia. Il comportamento cambia.
È un cambiamento. Non una fine.
