L’acacia pusher che schiavizza le formiche: la natura continua a sorprenderci

[21 novembre 2013]

Un team messicano-tedesco ha studiato la relazione tra una specie di formiche e un tipo di acacia dell’America centrale, ed ha scoperto qualcosa che somiglia molto alla schiavizzazione. Le conclusioni dei ricercatori sono contenute nello studio “Partner manipulation stabilises a horizontally transmitted mutualism”, pubblicato su Ecology Letters, che rivela una nuova meraviglia della natura ed un caso estremo di mutualismo.

Il caso dell’acacia corno di bue (Acacia cornifera) sembra infatti un caso raffinato  di mutualismo. Il suo ospite, la formica Pseudomyrmex ferrugineus ha un problema digestivo: da adulto praticamente non produce invertasi, un enzima endocellulare che, attraverso la reazione di idrolisi, scompone il saccarosio in glucosio e fruttosio che poi vengono assimilati dall’organismo. Insomma, la  Pseudomyrmex ferrugineus non è in grado di digerire lo zucchero come facciamo noi. L’acacia corno di bue sintetizza l’invertasi e mette a disposizione dei suoi ospiti/difensori un nettare composto da fruttosio e glucosio che le formiche possono mangiare senza problemi. Le Pseudomyrmex ferrugineus finiscono per cibarsi esclusivamente di questo nettare extrafloral nectar (Efn) saccarosio-free e i ricercatori spiegano su Ecology Letters: «Una volta che la giovane operaia si è nutrita del nettare, il suo tasso di invertasi diminuisce, comincia a selezionare un’alimentazione senza saccarosio e, conseguentemente, continua a nutrirsi di nettare senza saccarosio, il che rafforza l’inibizione dell’invertasi». Quindi quando il meccanismo viene avviato dall’incontro tra l’acacia cornifera e la giovane operaia niente può più fermarlo.

Il team messicano/tedesco dice che con il suo primo pasto da adulta, «La formica si nutre di nettare o ne riceve una parte dalle sue compagne di nido attraverso la nutrizione sociale», così l’acacia tiene le formiche in suo potere come potrebbe fare uno spacciatore con un tossicodipendente: le formiche vengono ridotte in schiavitù,  costrette a restare nell’albero ed a difenderlo dai suoi nemici, se non vogliono morire di fame. La morte del loro ospite/padrone significherebbe la morte della loro colonia. Una simbiosi estrema: «La manipolazione del partner agisce a livello fenotipico e questo significa che un partner controlla attivamente il fenotipo del partner il che gli permette di migliorare la sua dipendenza derivante dalla ricompensa data all’ospite». Solo che il controllore è una pianta e lo “schiavizzato” è un animale.

E’ davvero uno strano tipo di mutualismo, visto che in biologia questo termine designa un’associazione equilibrata tra due partner che ne traggono un beneficio win-win, come dicono gli anglosassoni, o gagnant-gagnant, per dirla alla francese. Uno dei casi più noti è quello della micorizza, la simbiosi tra le radici delle piante ed il micelio dei funghi, nel quale la rete sotterranea dei filamenti dei funghi rappresenta una specie di estensione delle radici delle piante che apporta loro sostanze come il fosforo e fornisce in cambio alimenti come gli zuccheri.  Nel caso delle acacie e delle formiche, gli alberi hanno bisogno di difensori sia contro gli erbivori che non sono tenuti lontani dalle sue spine sia contro le altre piante che tendono ad invadere il loro spazio vitale. Le formiche in cambio ottengono vitto ed alloggio: l’alloggio è rappresentato dalle cavità dove gli insetti installano le loro colonie, il vitto dal nettare zuccherino e da minuscoli noduli ricchi di proteine e lipidi. Le formiche attaccano ferocemente  gli erbivori che vogliono nutrirsi dell’acacia ed a volte sono così implacabili che in Africa riescono a tenere alla larga da alcune specie di acacia persino i giganteschi elefanti.

Ma perché le formiche centroamericane hanno “perso” l’invertasi, visto che ci sono piante vicine alle acacie che possono fornire loro facilmente altri zuccheri?  I ricercatori sospettavano  che le larve di Pseudomyrmex ferrugineus producano normalmente invertasi, quindi si sono posti alcune domande: e se l’acacia non fosse così disponibile verso le formiche come sembra a prima vista? E se fosse lei a parassitarle per prima? E se manipolasse il metabolismo delle formiche adulte per impedir loro di sintetizzare l’enzima e tenerle così prigioniere?

Lo studio ha confermato non solo che le larve di Pseudomyrmex ferrugineus producono invertasi  ma che se viene loro somministrato come primo pasto da adulte uno sciroppo contenente saccarosio lo digeriscono senza alcun problema. Invece se il loro primo pasto è il nettare dell’acacia  corno di bue la formica dopo rifiuta lo sciroppo di zucchero, come se fosse diventata dipendente dal nettare.  La realtà assomiglia ancora di più al diabolico sogno di un pusher sofisticatissimo: nel nettare dell’Acacia cornifera c’è un altro enzima, la   chitinasi, che, attraverso un meccanismo non ancora conosciuto, inibisce la produzione di invertasi nelle formiche, rendendole intolleranti al saccarosio.

Il principale autore dello studio, Martin Heil del Departamento de Ingeniería Genética, Cinvestav-Irapuato, sottolinea su National Geographic e del Mass Spectrometry Group, Max-Planck-Institute for Chemical Ecology :  «Per me è una sorpresa constatare che una pianta immobile, “passiva”, possa manipolare evidentemente il suo partner ben più attivo, la formica. Questa scoperta potrebbe cambare la maniera in cui i biologi guardano al fenomeno del mutualismo. La manipolazione del partner potrebbe svolgere un ruolo in diversi tipi di mutualismo».

Quello che sembra è che l’acacia corno di bue abbia trasformato il mutualismo nel puro e semplice sfruttamento delle sue formiche, “drogate” e schiavizzate.