Nel mondo degli insetti sociali, le termiti rappresentano uno dei sistemi organizzativi più sofisticati mai evoluti in natura. Colonie composte da milioni di individui, gerarchie complesse e divisione del lavoro altamente specializzata hanno da sempre affascinato gli scienziati evoluzionisti, che si interrogano su come organismi così strutturati possano essere emersi da antenati solitari simili agli odierni scarafaggi. Una ricerca internazionale pubblicata sulla prestigiosa rivista Science il 29 gennaio sfida ora le aspettative convenzionali: l'evoluzione della complessità sociale nelle termiti non sarebbe avvenuta accumulando nuovi geni, ma piuttosto attraverso un processo di semplificazione genetica.
Il lavoro, coordinato dall'Università di Sydney con la collaborazione di ricercatori cinesi, danesi e colombiani, ha analizzato genomi ad alta risoluzione confrontando scarafaggi comuni, scarafaggi xilofagi e diverse specie di termiti con differenti livelli di organizzazione sociale. Gli scarafaggi del legno, parenti stretti delle termiti che vivono in piccoli gruppi familiari, si sono rivelati un anello evolutivo cruciale per comprendere questa transizione. Il risultato principale è sorprendente: i genomi delle termiti risultano più piccoli e meno complessi rispetto a quelli degli scarafaggi, con una perdita progressiva di geni legati al metabolismo, alla digestione e soprattutto alla riproduzione.
Nathan Lo, professore presso la School of Life and Environmental Sciences dell'Università di Sydney e autore senior dello studio, spiega che le termiti discendono da antenati scarafaggi che iniziarono a nutrirsi di legno morto. Questo cambiamento dietetico, apparentemente banale, innescò una cascata di modifiche genetiche e comportamentali che condussero alla formazione delle colonie strutturate che conosciamo oggi. "Le termiti hanno aumentato la loro complessità sociale perdendo complessità genetica", afferma Lo, contraddicendo l'assunzione comune secondo cui società animali più complesse richiederebbero genomi più elaborati.
Tra le perdite genetiche più significative documentate dallo studio figurano quelle relative ai geni responsabili della formazione del flagello, la coda che consente agli spermatozoi di nuotare. A differenza degli scarafaggi e della maggior parte degli animali, gli spermatozoi delle termiti sono privi di questa struttura e quindi immobili. Questa peculiarità non è casuale, ma rappresenta una firma molecolare della monogamia. Negli animali in cui le femmine si accoppiano con più maschi, inclusi gli scarafaggi, si verifica un'intensa competizione spermatica che favorisce gli spermatozoi più veloci e mobili. Una volta che gli antenati delle termiti adottarono la monogamia, questa pressione selettiva scomparve completamente.
L'evidenza genetica suggerisce che gli antenati delle termiti praticassero una monogamia rigorosa, stabilendo coppie riproduttive esclusive che davano origine a colonie di individui strettamente imparentati. Una volta consolidato questo sistema, non esisteva più alcun vantaggio evolutivo nel mantenere geni associati alla motilità spermatica. Questi risultati intervengono in un dibattito scientifico di lunga data sulla necessità della stretta parentela genetica per l'evoluzione di sistemi sociali complessi. Mentre alcuni ricercatori hanno sostenuto che un'elevata relazione genetica non sia indispensabile, le nuove evidenze rafforzano l'ipotesi che monogamia e legami genetici forti siano stati essenziali per le società delle termiti.
Lo studio chiarisce anche i meccanismi attraverso cui le colonie di termiti si organizzano internamente. Esperimenti condotti dal team hanno dimostrato che il destino di una giovane termite – diventare operaia sterile o futuro re o regina – dipende principalmente dalla nutrizione ricevuta durante lo sviluppo precoce. Le larve che ricevono cibo abbondante dai fratelli più anziani sviluppano un metabolismo energetico elevato e si trasformano in operaie che non si riproducono. Al contrario, le larve che ricevono meno cibo crescono inizialmente più lentamente ma conservano la capacità di diventare riproduttori in età adulta.
Questi circuiti di feedback nutrizionale consentono alle colonie di calibrare con precisione la propria forza lavoro, mantenendo società stabili ed efficienti per periodi prolungati. La monogamia nelle termiti persiste anche dopo la morte del re o della regina fondatori: in molti casi, uno dei loro discendenti assume il ruolo riproduttivo, determinando livelli diffusi di inbreeding all'interno delle colonie. Dal punto di vista evolutivo, questo meccanismo rafforza ulteriormente la parentela genetica tra i membri della colonia, consolidando la cooperazione attraverso la selezione di parentela.
Il finanziamento della ricerca è stato fornito dalla National Natural Science Foundation of China, dal Department of Science and Technology della Provincia di Guangdong e dall'Australian Research Council. Combinando dati genomici con studi fisiologici e comportamentali, questo lavoro offre una delle spiegazioni più dettagliate finora disponibili su come le termiti siano passate da antenati solitari simili a scarafaggi a organismi tra i più socialmente complessi del pianeta. Come sottolinea il professor Lo, che fa parte di un gruppo di ricerca sugli insetti in dinamica espansione presso l'Università di Sydney, comprendere l'evoluzione sociale non significa solo studiare l'acquisizione di nuovi tratti: a volte, l'evoluzione progredisce attraverso ciò che sceglie di abbandonare.
