La natura oggi | Il feromone sessuale delle tarme sorprende i biologi: la sua produzione è completamente diversa da quanto previsto

Le larve di falena hanno un effetto devastante sulle colture agricole. Se si potesse garantire che le tarme non si riproducano nei campi, ciò potrebbe portare notevoli vantaggi economici. L'attenzione dei biologi è sulla combinazione specifica di odori che maschi e femmine della stessa specie utilizzano per ritrovarsi: i feromoni.

Astrid Groot dell'Istituto per la Biodiversità e la Dinamica degli Ecosistemi (IBED) dell'Università di Amsterdam (UvA) ne ha fatto il suo campo di ricerca vent'anni fa. “Molte specie di falene possono essere un enorme parassita e possono essere controllate dalla “confusione dei feromoni”. L'aria diventa, per così dire, un portatore del feromone sessuale femminile, con il risultato che i maschi non sono più in grado di localizzare le femmine. “

Produzione di estere acetato

Con i colleghi dell'IBED, della North Carolina State University e del Max Planck Institute for Chemical Ecology, Groot scopre finalmente un problema che l'ha occupata fin dall'inizio della sua carriera scientifica. “Conosciamo il feromone sessuale di oltre 2.000 specie di falene. La stragrande maggioranza delle specie produce i cosiddetti esteri acetati. La domanda è sempre stata come producono esteri acetati specie-specifici. Laboratori di tutto il mondo stanno lavorando su questo.”

Ma ora sembra che l’attenzione si sia concentrata sul meccanismo sbagliato. Groot: “Finora tutti avevano osservato solo i geni coinvolti nella produzione degli esteri acetati. Noi abbiamo adottato un approccio diverso. Abbiamo scoperto che esteri acetati distinti sono formati specificamente da Rottura dei legami chimici“.

Taglia invece di incollare

I biologi hanno esaminato due specie di falene, una che contiene esteri acetati nel feromone e l'altra che ne è priva. Groot: “Attraverso dozzine di generazioni di incroci di queste due specie, abbiamo trovato una regione del DNA che sospettavamo contenesse il codice genetico per la produzione di esteri acetati”. Con loro sorpresa, i ricercatori non hanno trovato alcun DNA che codificasse per l'enzima da taglio che si aspettavano, ma hanno trovato enzimi da taglio, chiamati esterasi e lipasi.

Per verificare i loro risultati, i ricercatori hanno eliminato geni specifici utilizzando la tecnologia del DNA CRISPR, lasciando solo pochi esteri acetato nel feromone. Successivamente, le femmine di questa linea hanno ottenuto nuovamente molto materiale. Ciò significa che gli esteri acetati nel feromone delle tarme non si formano attaccando un gruppo acetile nella molecola, ma rompendo il gruppo acetile. “All'inizio ci è sembrato una svolta, ma ha senso”, dice Grote.

Questa scoperta fornisce informazioni sull’evoluzione di questi importanti odori di accoppiamento. “Pensiamo che le specie senza esteri acetati siano nate più tardi nella storia evolutiva rispetto alle specie che contengono esteri acetati”, afferma Grote.

Anche un elemento delle piante

Lo scorso agosto, Groot e colleghi hanno pubblicato anche un altro studio sulla sintesi dei feromoni nelle falene maschi. Si scopre che alcuni degli ingredienti provengono dalle piante. Le sostanze di segnalazione vengono probabilmente assorbite dalle larve mentre mangiano le piante o dai maschi adulti bevendo il nettare.

testo: Istituto per la Biodiversità e la Dinamica degli Ecosistemi (IBED)
Foto: Laila K