Nella primavera del 2018, Erin Krichilsky si è imbattuta nell’ape più sconcertante che avesse mai visto.
Mentre il lato destro del viso sfoggiava una mascella robusta e robusta, orlata di denti piccoli – caratteristiche che normalmente si trovano su una femmina – la metà sinistra del muso dell’insetto aveva i tratti delicati e vaporosi di un maschio. Una rapida occhiata al resto del corpo dell’ape rivelò molto della stessa cosa: una lei a destra, un lui a sinistra. Era come se qualcuno avesse tagliato in due un’ape maschio e un’ape femmina e ne avesse cucito la metà insieme.
Guardando nel microscopio l’insetto lungo 4 millimetri, Krichilsky-allora assistente di ricerca allo Smithsonian Tropical Research Institute (STRI) di Panama-ha realizzato di aver trovato qualcosa di straordinario. “Era questo individuo super cool che non era niente di simile a quello che ero abituato a vedere”, ricorda. “
Questo misterioso insetto, descritto recentemente nel Journal of Hymenoptera Research, era un ginandromorfo estremamente raro – un animale che è anatomicamente metà maschio e metà femmina – il primo mai identificato nella specie Megalopta amoena, un tipo di ape sudatoria che si trova in America centrale e meridionale.
A differenza degli ermafroditi, che spesso appaiono esteriormente maschi o femmine ma hanno gli organi riproduttivi di entrambi, i ginandromorfi vantano interi corpi che sono mosaici sessuali. A causa della loro rarità in natura, questi individui divisi per sesso sono poco conosciuti. Eppure, i ricercatori hanno documentato ginandromorfi in creature che vanno da farfalle e crostacei a rettili e uccelli – tutti con risultati letteralmente misti.
Un altro ginandromorfo Megalopta ha mostrato il suo volto agli scienziati prima: un ibrido maschio-femmina in una specie di ape sudatoria strettamente correlata chiamata Megalopta genalis, identificata nel 1999. Nei due decenni successivi, i ricercatori STRI hanno raccolto e analizzato decine di migliaia di altre api senza scoprire un secondo esempio, rendendo la recente e serendipitosa apparizione del nuovo esemplare di Megalopta amoena un gradito bis, dice Krichilsky.
Il team non ha analizzato i geni dell’ape per confermare il suo stato ginandromorfo. Ma l’anatomia asimmetrica dell’insetto era una sorta di giveaway morto, dice l’autore dello studio Adam Smith, un biologo della George Washington University.
In generale, api, vespe e formiche – che appartengono al gruppo degli imenotteri – vivono in società matriarcali in cui le femmine “fanno tutte le cose che rendono le api interessanti”, dice Smith. “Raccolgono il polline, costruiscono i nidi, si prendono cura dei bambini”. Come tale, l’evoluzione ha dotato queste signore di tratti compatibili con la loro lista infinita di faccende: mascelle forti in grado di scavare nel legno; zampe posteriori spesse e pelose che possono catturare e trasportare il polline; e un pungiglione dalla punta affilata per la difesa.
I maschi, tuttavia, “non fanno nulla di utile tranne l’accoppiamento”, dice Smith, e hanno il fisico debole da abbinare.
Anche se i ricercatori non sono sicuri di come esattamente questa bizzarra ape sia nata, gli studi in insetti simili potrebbero fornire alcuni suggerimenti. Diversi anni fa, un altro team di scienziati guidati dall’esperto di api dell’Università di Sydney Benjamin Oldroyd ha analizzato i geni di diverse api ginandromorfe e ha scoperto che gli ibridi maschio-femmina erano probabilmente il risultato di un incidente di sviluppo.
Negli esseri umani, il sesso biologico è determinato da due cromosomi sessuali – uno da mamma e uno da papà. Ereditando due X si ottiene una femmina, mentre una X accoppiata con una Y crea un maschio. Ma le api fanno le cose un po’ diversamente. Tutte le uova fecondate, che portano materiale genetico da una madre e un padre, danno vita ad api femmine. Le uova non fecondate, tuttavia, possono ancora produrre prole: maschi senza padre che portano solo un set di cromosomi dalle loro madri – la metà di quello che si trova nelle femmine. Il sesso, in altre parole, è determinato dalla quantità di informazioni genetiche nelle cellule di un’ape.
In occasioni molto, molto rare, un secondo spermatozoo può intrufolarsi in un uovo già fecondato – una potenziale femmina – e iniziare a copiarsi, spiega Oldroyd. Questo crea due lignaggi asimmetrici che popolano ciascuno la propria metà dell’embrione in crescita: uno derivante dall’unione dell’uovo e del primo spermatozoo che si sviluppa come femmina, e un altro, nato esclusivamente dal secondo spermatozoo a ruota libera. Poiché questo secondo spermatozoo non si accoppia mai con il suo uovo, il numero di cromosomi nella sua stirpe rimane basso, creando solo cellule maschili.
Questi eventi di doppia fecondazione sembrano spiegare almeno alcuni ginandromorfi delle api, anche se gli ibridi maschio-femmina in altre specie possono manifestarsi in altri modi. Un’altra spiegazione potrebbe coinvolgere una cellula in un tipico embrione femminile che commette un errore mentre si copia, generando una cellula femminile e una maschile invece di due cellule femminili. Queste nuove cellule continuerebbero poi a dividersi indipendentemente, dando origine a due linee sessualmente divergenti.
Ognuno di questi scenari o nessuno dei due potrebbe essersi verificato nella nuova ape Megalopta, che da allora è stata immortalata nelle collezioni dello STRI. Senza sezionare l’esemplare e analizzare il suo genoma, i ricercatori non possono dirlo.
Prima che l’ape Megalopta morisse, però, Krichilsky e i suoi colleghi hanno deciso di eseguire un diverso tipo di test: seguire il suo ciclo di sonno quotidiano. Quando hanno messo l’insetto in un monitor di attività, hanno scoperto che si svegliava un po’ prima per cercare cibo rispetto ai tipici maschi e femmine della sua specie.
Con un solo esemplare da studiare, il team non può trarre conclusioni definitive su questa stranezza comportamentale. “Forse è strano perché è un ginandromorfo”, dice Smith. “O è solo strano perché è strano.”
Ancora, i risultati del team sono notevoli semplicemente perché includono tutti i dati comportamentali, dice Sydney Cameron, un entomologo dell’Università dell’Illinois a Urbana-Champaign che non è stato coinvolto nello studio. La maggior parte dei ginandromorfi sono scoperti solo dopo che sono morti e sono stati riposti nelle collezioni dei musei, rendendo impossibile sapere come hanno navigato il loro ambiente e le relazioni sociali in vita. Anche se questo esemplare non può parlare per tutti i ginandromorfi, dice Cameron, le sue azioni sono interessanti da documentare.
Ehab Abouheif, un biologo della McGill University che non era coinvolto nello studio, sottolinea l’importanza di non liquidare i ginandromorfi come “scherzi della natura”. Le specie possono sopravvivere e persistere solo se le loro popolazioni sono diverse. In questa luce, gli individui insoliti non sono errori da cancellare – sono foraggio per l’adattamento.
Molti, se non la maggior parte, i ginandromorfi sono probabilmente sterili, e probabilmente non stanno fondando nuove specie. Ma i cambiamenti di sviluppo che offuscano le linee anatomiche tra i sessi possono ancora guidare l’evoluzione in altri contesti, dice Smith. In alcune api parassite, per esempio, le femmine hanno perso molti dei soliti tratti che femminilizzano altre specie, e possono apparire quasi maschili.
Questo tipo di fluidità sessuale “probabilmente accade più spesso di quanto siamo consapevoli” in natura, dice Krichilsky. “Ci sono alcune nicchie occupate da un individuo più tipicamente femminile o maschile. Forse può occupare qualcosa nel mezzo, o entrambi – o diventare un organismo completamente nuovo.”
Anche se sono insoliti, i ginandromorfi “sono ancora api, proprio come altre api”, dice. “E possiamo imparare molto da loro”
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