I ricercatori dell’Università di Tokyo e della National Agriculture and Food Research Organization (NARO) del Giappone hanno proposto un nuovo modello per l’evoluzione delle funzioni cerebrali e dei comportamenti superiori negli insetti dell’ordine degli Imenotteri. Lo studio ha confrontato le cellule Kenyon, (neuroni del corpo del fungo, un neuropilo che si trova nel cervello della maggior parte degli artropodi che sono state descritte per la prima volta da F. C. Kenyon nel 1896), e delle sofisticate api da miele. Hanno scoperto che tre diversi sottotipi di cellule di Kenyon specializzati nel cervello delle api mellifere sembrano essersi evoluti da un unico antenato multifunzionale. In futuro, questa ricerca potrebbe aiutarci a comprendere meglio l’evoluzione di alcune funzioni e comportamenti cerebrali superiori. Gli insetti sono spesso usati come modelli per lo studio delle funzioni e dei comportamenti cerebrali a causa della loro semplicità rispetto ai mammiferi. In questo caso, i ricercatori hanno scelto due specie di Imenotteri come rappresentanti dei diversi comportamenti: l’Athalia rosae (che ha un solo sottotipo di cellula di Kenyon) e l’Apis mellifera (che ha tre sottotipi di cellule di Kenyon). L’Athalia ha un cervello più “primitivo”, mentre l’Apis mellifera ha un cervello più complesso, e si pensava che contenesse alcune proprietà ancestrali del cervello dell’ape.
Per scoprire i potenziali percorsi evolutivi tra le due specie, i ricercatori hanno utilizzato l’analisi del trascrittoma per identificare i profili di espressione genica dei vari sottotipi di cellule di Kenyon e ipotizzare le loro funzioni. Sono rimasti sorpresi nello scoprire che ciascuno dei tre sottotipi di cellule di Kenyon nell’ape mellifera mostrava una somiglianza paragonabile a quella del singolo tipo di cellula di Kenyon nell ‘Athalia. Ciò ha suggerito che i sottotipi di cellule di Kenyon si sono separati da un tipo ancestrale multifunzionale attraverso la segregazione funzionale e la specializzazione. Inoltre, i ricercatori hanno addestrato le Athalia a eseguire un test comportamentale comune alle api mellifere, in cui imparano ad associare uno stimolo odoroso a una ricompensa. Anche se all’inizio è stato difficile, alla fine il team è riuscito a coinvolgerle nel compito di memoria. Hanno poi manipolato un gene chiamato CaMKII nelle larve, che nelle api da miele è associato alla formazione della memoria a lungo termine, una funzione di cellule di Kenyon. Quando le larve sono diventate adulte, la loro memoria a lungo termine è stata migliorata. Questa ricerca suggerisce che le funzioni cerebrali superiori negli insetti potrebbero essersi evolute attraverso la specializzazione delle cellule neuronali e l’ereditarietà di alcune proprietà distinte da un antenato multifunzionale.
