Cosa hanno in comune scorpioni, millepiedi, serpenti e quei primati carini chiamati lori gracile? Tutti hanno sviluppato la capacità, relativamente rara, di produrre veleno: tossine chimiche che uccidono o inabilitano altri animali, attraverso il morso o la puntura (sì, anche il lori gracile). E tra qualche migliaia di anni c’è la possibilità che gli scienziati aggiungano i topi a quella lista.
Questo è uno dei punti salienti di un nuovo studio che ha esplorato le origini evolutive del veleno orale, ovvero quello prodotto da organi dell’apparato orale, qualcosa che fino ad ora è rimasto poco compreso.
“I sistemi del veleno orale si sono evoluti più volte in numerosi vertebrati consentendo lo sfruttamento di nicchie predatorie uniche”, hanno osservato i ricercatori. “Tuttavia, come e quando si sono evoluti rimane poco compreso. Fino ad ora, la maggior parte della ricerca sull’evoluzione del veleno si è concentrata strettamente sulle tossine”.
Nel nuovo studio, pubblicato sulla rivista PNAS, i ricercatori si sono invece concentrati sulle reti di regolazione genica associate alla produzione di veleno nei serpenti. Poiché il veleno è una miscela complessa di proteine, gli animali produttori di veleno hanno sviluppato un sistema molecolare in grado di modificare adeguatamente le catene di amminoacidi in un modo altamente specifico. Senza questo gli animali non sarebbero in grado di resistere allo stress cellulare causato dalla produzione di veleno.
Per comprendere meglio questo processo, i ricercatori hanno esaminato le ghiandole velenifere del serpente habu di Taiwan, endemico dell’Asia. L’obiettivo era identificare i geni che sono fortemente co-espressi con il veleno. I ricercatori hanno identificato 3.000 geni di mantenimento (cioè geni che sono sempre ‘attivi’) associati alla produzione di veleno, ma che sono principalmente coinvolti nella modifica delle proteine. Hanno soprannominato questi geni ‘rete metavenom’.
Dopo aver identificato la rete metavenom nei serpenti, i ricercatori hanno cercato reti simili all’interno dei genomi di altri animali: topi, cani e umani. I risultati hanno mostrato che questi animali possiedono strutture chiave della rete metavenom dei serpenti, suggerendo che mammiferi e serpenti condividono un nucleo genetico comune che risale a centinaia di milioni di anni fa.
La differenza fenotipica chiave è che i serpenti usano questo nucleo per produrre veleno, mentre la maggior parte degli altri animali lo usa per produrre saliva.
“[Questa] è la prima prova concreta della teoria secondo cui le ghiandole velenifere si sono evolute dalle prime ghiandole salivari“, l’autore principale dello studio Agneesh Barua.
Quindi, dato che mammiferi e serpenti condividono più meccanismi evolutivi di quanto si pensasse in precedenza, un giorno animali come i topi potrebbero sviluppare la capacità di produrre veleno? Visto che già oggi la saliva di alcuni topi maschi risulta tossica se iniettata nei ratti, sembra uno scenario possibile.
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