SIMBIOSI MUTUALISTICA TRIPARTITA

 

SIMBIOSI MUTUALISTICA TRIPARTITA

LE FORMICHE

 


 

Le formiche che sono passate prepotentemente attraverso la storia dei funghi e con un senso evoluzionistico clamoroso sono le formiche tagliafoglie del genere Atta, Atta sexdens e Atta cephalotes e soprattutto per gli agricoltori del centro-sud america. Infatti un nido di Atta consuma ogni giorno una massa di foglie pari a quella consumata da un bovino adulto. I loro nidi che possono raggiungere gli 8 metri di profondità rovinano i terreni e possono trasformarsi in trappole per mucche che rischiano di sprofondarci dentro. I danni alle coltivazioni sono ingenti ed i mezzi di lotta non sempre riescono a eliminare le formiche.

I nidi sono enormi e profondissimi anche 8 metri e contengono al centro una stanza vuota in cui un uomo potrebbe stare in piedi, possono contenere 2000 camere ed avere più di mille uscite. Si stima che in tre anni possono consumare 5892 chili di foglie. Un nido di Atta sexdens può contenere più di 8 milioni di formiche! Ma cosa ne fanno le formiche di tutte queste foglie ? Costruiscono le lettiere in cui coltivano i funghi. Le foglie vengono raccolte e masticate e con esse le formiche costruiscono veri e propri giardini sotterranei dove poi seminano, mediante secrezioni di materiale fecale, le spore di particolari funghi di cui esse sono ghiotte. Le ife del fungo si sviluppano rapidamente e formano delle parti rigonfie dette “gongilidi” sono queste che le formiche Atta mangiano e danno da mangiare alle larve. Le formiche operaie minor coltivano i funghi all’interno di apposite camere del nido, tappezzate da lettiere costruite con pezzi di foglie tagliate raccolte dalle operaie maior all’esterno del nido. Le formiche arricchiscono il substrato con escrementi e con residui vegetali, e lo mantengono umido bagnandolo continuamente con la saliva. Le formiche non si nutrono del corpo fruttifero del fungo, bensì delle sue ife. Per evitare la formazione degli ingombranti corpi fruttiferi, le operaie minor raggruppano e legano le ife a grappoli, impedendone la crescita. Se nascono funghi di specie diverse le Atta, da buone contadine, li strappano come fossero erbacce !! Il fungo è tramandato di colonia in colonia dalla formica madre, che ne conserva le spore in una tasca interna alla guancia per poi rigurgitarle nel nuovo formicaio. Il micelio di cui si nutrono le formiche Atta appartiene al genere dei Basidiomiceti e ciascuna specie di Atta coltiva una precisa specie di fungo. Le formiche operaio maior foraggiano continuamente l’orto per nutrire il fungo. Tutto ciò che non serve più è prontamente scartato e trasportato fuori dalla colonia in speciali “discariche” di rifiuti. Queste speciali coltivazioni di funghi sono spesso attaccate dai microbi o altri funghi che , se prendono il sopravvento, uccidono il fungo e distruggono l’intera colonia. Recentemente, alcuni biologi canadesi hanno fatto una scoperta interessante. Osservando le formiche operaie, si sono accorti che trasportavano una specie di cera sul dorso. Analizzandola al microscopio, si sono resi conto che quella sostanza non è altro che un batterio della famiglia degli actinomiceti e si comporta da vero pesticida uccidendo i microbi che attaccano il fungo. È il primo esempio di una specie non umana che utilizza un batterio per produrre antibiotici contro organismi patogeni. Tra formiche, fungo e batteri esiste una relazione mutualistica, poiché ciascuno di essi ricava un vantaggio dall’altro. L’insetto il nutrimento di cui ha bisogno e il fungo in cambio riceve cibo, protezione dall’esterno e soprattutto un’ottima difesa contro i microbi. Anche il battere-pesticida è partecipe infatti esso cresce e si riproduce nel corpo stesso delle formiche che lo nutrono e lo proteggono dall’esterno, dove avrebbe sicuramente vita più difficile. Ma questa simbiosi non finisce qui; infatti le colonie di Atta costituiscono il principale bersaglio delle specie nomadi appartenenti al genere Nomamymex. Le colonie di queste specie, che non presentano nidi fissi, compiono lunghe migrazioni nelle zone forestali, depredando i nidi di Atta che trovano nel percorso. Per difendersi dagli attacchi delle colonie Nomamymex, le colonie della specie Atta cephalotes hanno sviluppato un rapporto simbiontico con una specie di lucertola, con la quale convivono all’interno del nido. Le femmine di queste lucertole, della specie Amphisbaenians alba, depongono le uova all’interno dei nidi di Atta cephalotes. Al momento dell’attacco, la lucertola, per difendere le proprie uova, esce dal nido e uccide le Nomamymex.

 

Il mutualismo antico e a rapida evoluzione fra formiche che coltivano funghi ed i loro stessi funghi è un esempio scolastico e mirabile di simbiosi. Le formiche coltivano con cura i funghi che rappresentano la loro principale fonte alimentare, e tradizionalmente si ritiene che rappresenti un segno di buone “pratiche agricole” la capacità delle formiche di mantenere i funghi liberi da patogeni microbiologici. Questo assunto è sorprendente alla luce di teorie evolutive del parassitismo, specialmente per quelle specie di formiche che si sono propagate grazie alle coltivazioni e da milioni di anni. Recenti studi hanno stabilito che, come teoricamente predetto, le coltivazioni fungine delle formiche sono aggredite da patogeni dei funghi specializzati e virulenti come il genere Escovopsis anch’esso un micro-micete. Per contrastare ciò, le formiche hanno sviluppato un’associazione mutualistica con batteri filamentosi (actinomiceti) che producono antibiotici che impediscono lo sviluppo di Escovopsis. Così questa simbiosi attinica appare come una coevoluzionaria “ corsa alle armi” fra il parassita dei “cultivar” l’Escovopsis da una parte e la formica-fungo-actinomicete /mutualismo tripartito, dall’altra. Queste recenti scoperte indicano che i microbi possono essere i componenti chiave nella regolazione di altre associazioni simbiotiche fra gli organismi superiori. Ulteriori contributi sono arrivati, di recente, dalle formiche Acromyrmex octospinus che vive questo mutualismo tripartito con il fungo Leucoagaricus gongylophorus che serve da nutrimento ed il solito batterio del genere Actinomicete che produce l’antibiotico. Una ipotesi suggerisce che il batterio del genere Pseudonocardia rappresentino gli unici mutualisti co-evoluti con le formiche attiniche e sono trasmessi verticalmente dalle regine. Uno studio recente ha identificato un antifungino prodotto dalla Pseudonocardia chiamato dentigerumicina (depsipeptide che inibisce selettivamente l’ Escovopsis), associato con la formica Aperostigma dentigerum attinica, in accordo con l’idea che la co-evoluta Pseudonocardia produca nuovi antibiotici. Una alternativa possibile è che le formiche attiniche selezionino il batterio actinomicete dal suolo, selezionino e mantengano solo quelle specie che producono antibiotici utili. In accordo con questa teoria una specie di Streptomicete associata con la formica attinica Acromyrmex octospinus ha recentemente mostrato produrre il ben noto antifungino Candicidina. La produzione di Candicidina è diffusa in campioni ambientali isolati di Streptomicina, e potevano ambedue essere un contaminante ambientale oppure l’evidenza dell’azione di actinomiceti provenienti dall’ambiente. E’ evidente che l’acquisizione dell’actinomicete non è di esclusività mutualistica. Ma confutando questa tesi, sono state isolati batteri da una popolazione geograficamente distinta di A. octospinus ed identificato le specie di Streptomiceti produttori di Candicidina , questo suggerisce che sono comuni i mutualismi di formiche attiniche e molto probabilmente selezionate dall’ambiente. Fu identificata anche una specie Pseudonocardia nella stessa colonia di formiche che produce un inusuale antifungino polienico, che prova definitivamente la co-evoluzione della Pseudonocardia con A. octospinus. In questo modo si è dimostrato che una combinazione di co-evoluzione e di selezione ambientale sono il risultato della diversità di simbionti actinomiceti ed antibiotici associati alle formiche attiniche. Inoltre gli antibiotici particolarmente attivi contro le muffe ed i micromiceti, sono oggetto di recenti studi e di ricerche delle case farmaceutiche per le interessanti applicazione sulle malattie degli umani da miceti (micetosi) sempre più difficilmente trattabili e che mietono milioni di morti ogni anno soprattutto fra i pazienti immunodepressi.

Le sempre maggiori evidenze scientifiche del ruolo della simbiosi nell’evoluzione degli organismi, nonché della modalità TRI-PARTITICA dove al centro, quale elemento chiave, ci sono i funghi proprio per le capacità di essere intermediario fra mondi differenti, e accanto a esseri evolutivamente superiori vi sono sempre semplici organismi come i batteri che funzionano, sotto la regia dei funghi stessi, come produttori dell’essenza stessa del rapporto simbiotico sia esso un antibiotico od il malto per la birra: ebbene questa modalità tripartitica è il modo di funzionamento di molte comunità ecosistemiche e, probabilmente, anche del nostro sistema digestivo e rappresenta la modalità evolutiva più recente con la quale si sono evoluti gli organismi superiori e si stanno evolvendo attualmente in senso Ecosistemico cioè occupando ed espandendo le loro nicchie ecologiche attraverso la cooperazione, l’integrazione e la specializzazione di ognuno e rispetto al vantaggio finale in termini di sopravvivenza, riproducibilità ed espansione del modello di comportamento simbiotico.

Siamo ad una tappa fondamentale dell’evoluzione, e solo gli animali superiori che sapranno venire a patti con quelli inferiori ed il regno dei funghi,secondo il modello tripartitico, potranno avere chances in un mondo in continuo cambiamento ed in accellerazione verso la massima entropia.

Le formiche, simbolo dimirabile organizzazione sociale di un animale superiore in senso pro-evoluzionistico simbiontico, ci indicano una direzione, saprà l’uomo cogliere questi segnali dalla natura ?

Maurizio Bagnato

 

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