La regina dei ratti talpa nudi governa con il suo profumo

Due ratti talpa nudi si annusano (a sinistra una regina gravida) © Felix Petermann, Max Delbrück Center.

Le transizioni di potere non sono quasi mai pacifiche, purtroppo, e questo vale non solo per la specie umana ma anche per altri animali. Nella nostra storia ci sono moltissimi esempi di ciò che accade quando un sovrano scompare: spesso si apre una lotta per la successione e il controllo del gruppo. Più o meno la stessa cosa succede anche nei ratti talpa nudi (Heterocephalus glaber), piccoli mammiferi africani che vivono sottoterra in colonie molto simili a quelle di insetti sociali come api e formiche. Qui una sola femmina (la regina) si riproduce, mentre tutte le altre rimangono sterili e collaborano per sostenere la vita della colonia. 

Ma come fa la regina a mantenere il monopolio della riproduzione? Per decenni chi studiava questa specie ha pensato che l’equilibrio nelle colonie dei ratti talpa nudi fosse mantenuto soprattutto attraverso aggressioni e dominanza sociale. Ma uno studio pubblicato di recente sulla rivista scientifica Nature mostra che, almeno in parte, il segreto del “potere” è molto più sottile: si tratta di un odore. Una singola molecola emessa dalla regina sarebbe infatti in grado di sopprimere la fertilità delle altre femmine e di mantenere la stabilità nella colonia.

Ma chi sono i ratti talpa nudi?

L’eterocefalo glabro, o talpa senza pelo o ratto talpa, è un piccolo roditore (misura circa 12 cm di lunghezza, coda compresa) che vive nelle regioni aride dell’Africa orientale, dove scava estese reti di gallerie sotterranee. È una delle specie di mammiferi più insolita tra quelle conosciute: praticamente ciechi e quasi del tutto privi di peli, sono straordinariamente resistenti a condizioni ambientali estreme e ad alcune malattie come il cancro, e quindi molto longevi (possono superare i trent’anni).

Come le colonie degli insetti sociali, anche quelle dei ratti talpa nudi sono organizzate in “caste”: una sola regina e pochi maschi si riproducono, mentre tutti gli altri individui lavorano per il bene della colonia svolgendo compiti come scavare cunicoli, cercare cibo, difendere il gruppo e accudire i piccoli. Proprio questa eccezionale organizzazione sociale rende questi mammiferi un modello di studio molto interessante per capire come può essersi evoluta la cooperazione e la comunicazione tra animali.

Come un feromone, ma nei mammiferi

La ricerca appena pubblicata è stata condotta da un team internazionale guidato da Gary Lewin, del laboratorio in Fisiologia Molecolare della Percezione Somatosensoriale al Max Delbrück Center di Berlino. Ricercatori e ricercatrici hanno analizzato centinaia di campioni provenienti da 351 animali, confrontando il profilo chimico di varie sostanze emesse da regine, operai maschi e femmine non riproduttive. Tra le centinaia di composti volatili analizzati ne è emerso uno che viene secreto praticamente solo dalle regine: il miristato di isopropile (o IPM, dal suo nome inglese isopropyl myristate).

Cosa succede in una colonia di ratti talpa nudi quando c’è la regina (a sinistra) e quando viene a mancare (a destra) © Max Delbrück Center.

Il miristato di isopropile è un liquido oleoso trasparente, inodore e leggero, usato spesso nell’industria farmaceutica e cosmetica come emolliente, solvente e veicolante nei prodotti per la pelle, nei profumi e nei diffusori per ambienti. Per i ratti talpa nudi, invece, rappresenta un potente segnale chimico: la sua concentrazione aumenta soprattutto durante l’ovulazione della regina e diminuisce durante la gravidanza e l’allattamento, suggerendo un legame diretto con lo stato riproduttivo.

Gli esperimenti berlinesi hanno mostrato che le altre femmine presenti nella colonia percepiscono chiaramente questa molecola attraverso l’olfatto. L’esposizione al miristato di isopropile modifica il loro equilibrio ormonale: aumenta la prolattina, un ormone che può sopprimere la fertilità, mentre diminuiscono i livelli di progesterone, un altro ormone indispensabile per la riproduzione.

Il risultato è che le altre femmine permangono in uno stato di infertilità temporanea pur essendo perfettamente sane. Si tratta della dimostrazione più convincente ottenuta finora dell’esistenza di un segnale chimico paragonabile ai cosiddetti “feromoni della regina” già noti negli insetti sociali come le api, le formiche e le termiti. Questi feromoni secreti dalle regine servono a mantenere unita la colonia di insetti, a inibire la costruzione di celle reali (quelle da cui possono nascere future regine) e a bloccare lo sviluppo ovarico delle operaie.

Un nuovo modo di vedere la socialità animale

Dopo aver individuato il miristato di isopropile come probabile molecola responsabile del dominio di una regina, la prova più sorprendente è arrivata quando il gruppo di ricerca ha rimosso la regina da alcune colonie. Di solito, la sua scomparsa scatena una violenta lotta tra le femmine dominanti, che cercano di conquistare il ruolo riproduttivo. In questo caso, però, gli scienziati hanno spruzzato quotidianamente l’IPM nelle gallerie artificiali.

La colonia di ratti talpa nudi è rimasta stabile per 12 settimane: nessuna gravidanza, nessun aumento dell’aggressività, nessuna “guerra di successione”. Solo quando la somministrazione della molecola è stata interrotta le femmine dominanti hanno iniziato a combattere tra loro, fino all’affermazione di una nuova regina.

Secondo gli autori del paper, la scoperta suggerisce che l’evoluzione abbia trovato soluzioni sorprendentemente simili in gruppi animali molto lontani tra loro. Insetti come api o formiche e mammiferi come i ratti talpa nudi condividono infatti un’organizzazione sociale complessa e, apparentemente, anche un sistema di comunicazione chimica capace di controllare la struttura dell’intera colonia e la divisione dei ruoli riproduttivi o meno.

Come spesso accade, lo studio risolve un mistero ma apre anche nuovi interrogativi. Infatti, il gruppo di ricerca sottolinea che il miristato di isopropile probabilmente non è l’unico elemento coinvolto: vocalizzazioni, altri segnali odorosi e interazioni sociali potrebbero contribuire al mantenimento della gerarchia nella colonia. Resta anche da verificare quanto questo meccanismo funzioni nelle colonie selvatiche rispetto a quelle studiate nelle condizioni controllate di un laboratorio.