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Anche per i bombi un cervello asimmetrico
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Lo studio dei ricercatori del CIMeC e della Fondazione Edmund Mach, pubblicato su Plos One, conferma le differenze anatomiche e funzionali tra i due emisferi

Anche il bombo terrestre, la specie di bombi più comune della famiglia degli Apidi, ha un cervello lateralizzato, esattamente come la sua cugina più piccola, l’ape mellifera (Apis mellifera). La scoperta, pubblicata ieri sulla prestigiosa rivista scientifica PloS One, arriva da una gruppo di ricercatori del Centro Interdipartimentale “Mente e Cervello” dell’Università degli Studi di Trento e della Fondazione Edmund Mach di San Michele all’Adige (Trento). Studiando i bombi (Bombus terrestris) e addestrandoli a rispondere a certi odori, utilizzando una sola antenna per volta, i ricercatori hanno osservato differenze nelle prestazioni legate all’apprendimento olfattivo secondo l’antenna usata (destra o sinistra).
Si sa, da tempo, che l’asimmetria di funzioni tra la parte destra e sinistra del sistema nervoso non è una prerogativa degli esseri umani. E’ stato proprio lo stesso gruppo di ricerca a estendere questa caratteristica al mondo degli invertebrati, studiando le api (Apis mellifera). I risultati dello studio rappresentano un importante passo in avanti perché costituiscono una prima prova a favore della lateralizzazione in una specie, come il bombo, dalle relazioni sociali primitive se paragonate alla complessità della struttura sociale di un’altra specie di imenotteri, l’ape mellifera.

Lo studio
La prima parte dell’indagine, relativa alla memoria a breve termine, è stata condotta mediante la procedura “riflesso di estensione della proboscide” (in inglese PER, Proboscis Extension Reflex). Alla presentazione di una gocciolina di acqua zuccherata, l’animale estende la sua proboscide (la ligula) per suggere il liquido. Se la presentazione del liquido è preceduta da uno stimolo odoroso, l’animale dopo poche prove impara ad estrarre la ligula alla sola presentazione dell’odore: nel caso di stimolo negativo, allontana la ligula, se già estratta. A circa un’ora dal training iniziale, esponendo gli insetti agli odori di soluzioni zuccherine (odore rilevante per l’animale) e saline (odore sbagliato), i ricercatori hanno notato risposte significativamente diverse nelle antenne di destra e di sinistra. In altre parole, il numero di volte in cui l’animale estrae la ligula correttamente (cioè alla presentazione dell’odore associato al cibo) cambia significativamente, secondo l’antenna usata. Come? In favore della destra.
Ciò ha spinto gli scienziati alla ricerca di corrispondenti asimmetrie morfologiche ed elettrofisiologiche tra le due antenne. Si sono avvalsi di una tecnica potente, l’elettroantennografia (EAG), sviluppata allo scopo di studiare la biologia sensoriale degli insetti e che registra la risposta elettrica prodotta dalle cellule sensoriali presenti nelle antenne. Un’accurata analisi delle antenne eseguita con miscroscopio elettronico a scansione (SEM) ha poi rivelato una densità di sensilli (organi sensoriali) tricoidei maggiore nell’antenna destra, rispetto alla sinistra.

Ruolo delle interazioni sociali
La società dei bombi è più primitiva quanto ad interazioni sociali rispetto a quella degli altri apidi e delle api, gli insetti più sofisticati in questo senso. E’ formata da colonie annuali di femmine; la regina in primavera depone in un nido sia le uova fecondate sia quelle non fecondate da cui si svilupperanno rispettivamente operaie e maschi. Lo studio di questa specie serve, quindi, a testare l’ipotesi che l’evoluzione della lateralizzazione a livello di popolazione sia conseguenza delle interazioni sociali tra conspecifici.

«Quale potrebbe essere la funzione ecologica di tutto ciò? – si chiede Giorgio Vallortigara, uno degli autori dell’articolo e direttore vicario del Centro Mente e Cervello –, per quanto mi riguarda è un vero enigma. Inevitabili le domande. Per quale ragione la selezione naturale dovrebbe aver prodotto insetti con un maggior numero di cellule sensitive su un’antenna piuttosto che su un’altra? Sospettiamo, ma non ne abbiamo le prove, che quest’organizzazione potrebbe favorire gli insetti quando debbono seguire un gradiente di concentrazione di tracce odorose».
Lo studio costituisce un’ulteriore prova in favore della presenza di lateralizzazione nelle popolazioni di invertebrati. «La comprensione di tali meccanismi potrebbe, inoltre, essere utile nell’interpretazione dei complessi fenomeni di declino delle popolazioni di api che si stanno verificando in tutto il mondo» afferma Gianfranco Anfora, primo autore dell’articolo e Responsabile del Gruppo di Ricerca di Chimica Ecologica della Fondazione Edmund Mach. Il prossimo passo? Sarà l’analisi di altre specie di bombi e di apidi dai diversi comportamenti sociali o protosociali, proprio per gettare luce sul ruolo delle interazione tra conspecifici nell’evoluzione delle asimmetrie cerebrali morfologiche e funzionali.

Gianfranco Anfora, Elisa Rigosi, Elisa Frasnelli, Vincenza Ruga, Federica Trona, Giorgio Vallortigara, Lateralization in the invertebrate brain: left-right asymmetry of olfaction in bumble bee, Bombus terrestris, PLOS ONE
 
http://www.plosone.org/article/info:doi/10.1371/journal.pone.001
 
(by Apitalia)