I segreti genetici delle vespe scoperti: la chiave del loro successo nell'invasione globale

Gli scienziati hanno sequenziato per la prima volta i genomi della vespa europea e della vespa asiatica dalle gambe gialle, confrontandoli con il genoma precedentemente sequenziato della grande vespa nordica. Le vespe sono specie invasive efficaci, avendo saputo adattarsi a nuovi ambienti e prede. Lo studio ha rivelato una rapida evoluzione del genoma, con molti geni duplicati o mutati, in particolare quelli relativi alla comunicazione e all'olfatto. Comprendere questi genomi potrebbe aiutare a gestire le popolazioni di vespe, sostenendo il loro ruolo di controllo dei parassiti negli ecosistemi nativi e mitigando la loro minaccia ecologica nelle regioni invase.

I ricercatori dell'UCL hanno sequenziato i genomi di due specie di vespe, scoprendo una rapida evoluzione del genoma che potrebbe spiegare il loro successo come specie invasive, il che potrebbe aiutare a gestire le loro popolazioni e il loro impatto ecologico.

I genomi di due specie di vespa, la vespa europea e la vespa asiatica (o vespa dalle gambe gialle) sono stati sequenziati per la prima volta da un team guidato da scienziati dell'UCL (University College London).

Confrontando questi genomi decodificati con quello della grande vespa nordica, che è stato recentemente sequenziato da un altro team, i ricercatori hanno rivelato indizi che suggeriscono perché le vespe sono state così fortunate come specie invasive in tutto il mondo.

Le vespe sono le più grandi tra le vespe sociali; svolgono un ruolo ecologico importante come predatori di altri insetti. Nelle loro regioni native, sono controllori di parassiti naturali, aiutando a regolare le popolazioni di insetti come mosche, coleotteri, bruchi e altri tipi di vespe. Questi servizi sono critici per gli ecosistemi funzionali e sani, così come per l'agricoltura.

Ma le vespe tendono anche ad essere molto fortunate come specie invasive. Possono stabilirsi in aree che non sono native e causare potenzialmente enormi danni ecologici ed economici cacciando importanti impollinatori, come api, api selvatiche e sirfidi.

Per capire meglio come queste specie abbiano così efficacemente espanso i loro territori, il team internazionale di scienziati ha analizzato i genomi di tre tipi di vespe.

Una sequenza di genomi è l'insieme di istruzioni - un codice genetico - che crea una specie. Confrontare i genomi di diverse specie può fornire informazioni sulla loro biologia - il loro comportamento, l'evoluzione e come interagiscono con l'ambiente.

La vespa asiatica (Vespa velutina) è una specie di vespa nativa del sud-est asiatico. È una specie invasiva in molte parti d'Europa ed è stata avvistata anche in alcune parti del Nord America. La vespa asiatica è leggermente più piccola della vespa europea, con gambe gialle distintive e un torace scuro e vellutato. Il suo pungiglione può essere molto doloroso e persino letale per le persone allergiche. La vespa asiatica è un predatore di api e altri insetti, il che può avere un impatto significativo sugli ecosistemi locali e sull'agricoltura.

I ricercatori hanno appena sequenziato i genomi della vespa europea nativa, Vespa crabro - un importante predatore in cima alla catena alimentare, che è protetto in alcune parti d'Europa - e la vespa asiatica dalle gambe gialle invasiva, Vespa velutina, che si è stabilizzata attraverso gran parte dell'Europa negli ultimi 20 anni minacciando gli ecosistemi nativi e che è stata occasionalmente avvistata nel Regno Unito. Li hanno confrontati con il genoma della grande vespa nordica, Vespa mandarinia - una specie nota per il suo ruolo di controllo dei parassiti, impollinatore e fornitore di cibo nel suo raggio di azione asiatico nativo, ma è un'arrivata recente in Nord America, dove potrebbe minacciare la fauna nativa.

Analizzando le differenze tra le tre specie affini, i ricercatori sono stati in grado di identificare i geni che si sono evoluti rapidamente dal momento in cui le specie si sono differenziate da altre vespe e l'una dall'altra, e hanno trovato alcuni geni degni di nota che si evolvono rapidamente, soprattutto in relazione alla comunicazione e all'olfatto (odore).

La prima autrice dello studio, la dott.ssa Emeline Favreau (UCL Centre for Biodiversity & Environment), ha dichiarato: “Siamo stati entusiasti di trovare prove di rapida evoluzione del genoma in questi genomi di vespe, rispetto ad altri insetti sociali. Molti geni sono stati duplicati o mutati; questi includevano geni che probabilmente sono coinvolti nella comunicazione e nella percezione dell'ambiente”.

L'evoluzione del genoma consente agli organismi di adattarsi al loro ambiente e di sfruttare al meglio ciò che li circonda sviluppando nuovi comportamenti e fisiologia.

Il coautore, il dott. Alessandro Cini, che ha iniziato il lavoro all'UCL prima di trasferirsi all'Università di Pisa, ha detto: “Questi risultati sono eccitanti, poiché potrebbero aiutare a spiegare perché le vespe sono state così fortunate nell'instaurare nuove popolazioni in regioni non native”.

“Hornets are carried to different parts of the world accidentally by humans. All that is needed is a small number of mated queens to be transported, hidden in cargo perhaps. The genomes suggest that hornets have lots of genes involved in detecting and responding to chemical cues – these may make them especially good at adapting to hunt different types of prey in non-native regions.”

Senior author Professor Seirian Sumner (UCL Centre for Biodiversity & Environment) said: “These hornet genomes are just the beginning. The genomes of more than 3,000 insect species have now been sequenced by efforts around the world, but wasps are under-represented among these.

“Genomes tell us about aspects of the ecology and evolution that other methods cannot. Evolution has equipped these insects with an incredible genetic toolbox with which to exploit their environment and hunt their prey.”

Armed with these new genomes, the scientists hope to help improve the management of hornet populations, both for their ecosystem services as pest controllers in native zones, and as ecological threats in regions where they are invasive.