Fonte: lescienze.it/news/2013/12/02/news/comportamenti_appresi_trasmessi_epigenetica-1911351/
"02 dicembre 2013
Una via biologica per ereditare le paure dei genitori
Topi condizionati a provare paura quando percepiscono uno specifico odore possono trasmettere questo comportamento alle due generazioni successive tramite modificazioni epigenetiche dei geni responsabili della percezione dell'odore nelle cellule spermatiche. La scoperta getta le basi per lo studio dei meccanismi biologici che consentono agli input ambientali di trovare una codificazione più o meno stabile nel genoma e nei suoi meccanismi di regolazione
I topi possono ereditare per via biologica l'informazione appresa dalle generazioni precedenti e codificata da modificazioni epigenetiche del DNA in grado di cambiare la struttura neurale, in particolare nelle regioni responsabili dell'olfatto. È questa la conclusione di un nuovo studio pubblicato sulla rivista “Nature Neuroscience” da Brian G Dias e Kerry J Ressler dell'Howard Hughes Medical Institute a Chevy Chase, nel Maryland, che introduce un nuovo elemento per la comprensione dei meccanismi biologici che consentono di trasmettere alle generazioni successive non solo il patrimonio genetico ma anche i comportamenti appresi.
Topi di laboratorio: nello studio è stata dimostrata la possibilità di trasmettere per via biologica comportamenti appresi fino alla seconda generazione
Gli stimoli ambientali che un individuo incontra nel corso della vita influenzano il genoma mediante meccanismi epigenetici che regolano l'espressione dei singoli geni. Tuttavia, finora gli studi su una possibile trasmissione dei fattori epigenetici alle generazioni successive hanno dato risultati parziali e non conclusivi, oppure validi solo in specifiche condizioni.
D'altra parte le ricerche comportamentali hanno dimostrato che l'esperienza può essere trasmessa con meccanismi culturali, intesi nel senso più ampio del termine. Esperienze traumatiche o paurose possono essere condivise con i propri simili e quindi tramesse anche con le generazioni più giovani per imitazione.
Dias e Ressler hanno ora dimostrato nei topi che informazioni specifiche possono essere trasmesse alle due generazioni successive tramite le cellule riproduttive, senza alcuna prossimità tra genitori e figli.
Gli autori hanno condizionato alcuni topi di laboratorio a provare paura quando percepivano l'odore dell'acetofenone, una sostanza aromatica che ricorda il sentore di ciliegia. I piccoli di quei topi, anche se concepiti con inseminazione artificiale, hanno mostrato una risposta di paura maggiore all'odore di ciliegia che a qualunque altro odore, benché non fossero mai stati esposti all'acetofenone. Ancora più sorprendente è che lo stesso tipo di comportamento si rilevava anche nella seconda generazione di roditori.
Questi dati hanno trovato conferma da uno studio neuroanatomico e genetico: sia i topi condizionati ad avere paura sia la loro progenie mostravano cambiamenti strutturali nel cervello, e più esattamente nelle regioni deputate alla percezione dell'odore, nonché specifici marcatori epigenetici sui geni responsabili della percezione dell'odore nelle cellule spermatiche.
Secondo gli autori, il risultato rappresenta un interessante punto di partenza per comprendere in che modo gli input ambientali raccolti da un individuo possano trovare una codificazione più o meno stabile nel genoma e nei suoi meccanismi di regolazione. In questo campo le ricerche sono ancora agli inizi."
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L'articolo che segue fa il paio con quello precedente...
Fonte: unipd.it/ilbo/content/il-ritorno-di-lamarck
"Il ritorno di Lamarck?
4 DICEMBRE 2013
Qualcuno già parla, esagerando, di un ritorno di Lamarck. Ma i risultati dell’esperimento realizzato da Kerry Ressler, neurobiologo e psichiatra della Emory University di Atlanta, in Georgia, Stati Uniti, con il suo giovane collaboratore, Brian Dias, mostrano (ma si dovrebbe dire, confermano) che in alcuni casi è possibile la “trasmissione ereditaria dei caratteri acquisiti” teorizzata, oltre due secoli fa, dal naturalista francese. Ma va anche detto che questi risultati non sminuiscono in alcun modo l’importanza che ha la “selezione naturale del più adatto” nell’evoluzione biologica, così come proposta da Charles Darwin.
L’esperimento è stato descritto da Ressler e Dias sul numero di dicembre della rivista Nature Neuroscience. Ed è abbastanza semplice. Un topo viene esposto in un ambiente chiuso all’acetofenone, una sostanza chimica che per il suo odore intenso è utilizzato nella produzione dei profumi. Nel medesimo tempo il topo viene sottoposto a una piccola ma fastidiosa scarica elettrica. Il topo associa l’odore al dolore. Poi svolge la sua vita riproduttiva. Ha dei figli. E poi dei nipoti. Ma, sorpresa, quando i figli e i figli dei figli vengono esposti a loro volta all’acetofenone, entrano nel panico. È come se “ricordassero” l’esperienza del padre e del nonno e si aspettassero di provare dolore.
Ressler e Dias sostengono che non è un caso. Perché il cervello dei topolini figli e nipoti ha ereditato la modifica strutturale subita dal cervello del topo originario in seguito all’esperienza che associa l’odore dell’acetofenone al dolore fisico. Il topo originario ha dunque trasmesso alla sua discendenza un carattere acquisito nel corso della sua vita.
Possibilità prevista dalla teoria dell’evoluzione biologica che Jean-Baptiste Pierre Antoine de Monet, cavaliere di Lamarck, propose nel 1809 nella sua opera più celebre: la Philosophie zoologique. Ma sostanzialmente negata dalla teoria dell’evoluzione biologica per selezione naturale del più adatto che Charles Darwin propose nella nel 1859 in una delle opere, giustamente, più note di tutta la storia della scienza: On the origins of species by means of natural selection.
Com’è noto la teoria darwiniana è oggi quella dominante in biologia: dimostrata da una serie enorme di fatti empirici indipendenti. Essa si fonda su due presupposti: l’ereditarietà con modificazioni dei caratteri che determina la generazione casuale di diversità tra gli organismi; la selezione naturale degli individui più adatti a sopravvivere nell’ambiente e dunque ad avere, su base statistica, un maggiore successo riproduttivo.
Darwin non conosceva il meccanismo mediante il quale i genitori trasmettono alla prole i propri caratteri, ma con modificazioni. La genetica oggi ci fornisce la spiegazione molecolare. I caratteri ereditari sono inscritti nel Dna che i genitori trasmettono, con modificazioni casuali appunto, alla loro prole. La selezione naturale premia statisticamente le modificazioni che offrono un vantaggio adattativo e puniscono quelle che rappresentano uno svantaggio.
Un’esperienza – come l’esposizione all’acetofenone o il dolore provocato da una scossa elettrica – non modifica il Dna. Dunque, secondo la teoria genetica della selezione naturale, non può essere trasmessa ai figli.
E, infatti, Ressler e Dias non hanno trovato alcuna modificazione del Dna nei loro topolini associabile al combinato disposto dell’esposizione all’acetofenone e del dolore provocato dalla scossa elettrica. E, allora, come si spiega il “ricordo” che i figli e i nipoti hanno dell’esperienza del topo originario?
La spiegazione sta nell’epigenetica. Ovvero alle cause esterne al Dna che determinano anche la stessa espressione del Dna. Nello specifico dell’esperimento di Ressler e Dias, i topolini hanno nei loro cervelli un numero maggiore di neuroni sensibili all’acetofenone e questi neuroni sono associati ai neuroni sensibili al dolore. Ma come l’informazione epigenetica si trasmette di genitore in figlio non è chiara. Ressler e Dias suggeriscono (ma non provano) che il meccanismo possa essere associato alla metilazione del Dna.
Non entriamo nei dettagli. E diamo per scontato ciò che del tutto scontato non è (l’esperimento va verificato): che i topolini studiati ad Atlanta abbiano ereditato dal padre o dal nonno la sensazione di paura abbinata all’odore dell’acetofenone.
La trasmissione ereditaria dei caratteri acquisiti osservata da Ressler e Dias non costituisce una novità. Sono molti anni che i biologi forniscono prove piuttosto fondate sulla trasmissione di alcuni caratteri acquisiti. È stato dimostrato, per esempio, che i bambini olandesi nati da genitori che hanno subìto la fame negli anni Quaranta, hanno ereditato una maggiore propensione al diabete o alle malattie cardiovascolari. E già cinquant’anni fa l’americano Tracy Morton Sonneborn dimostrò che il Paramecium aurelia, un protozoo, può trasmettere alla progenie le cicatrici superficiali che ha acquisito.
Possiamo dunque parlare di una rivincita di Lamarck su Darwin? Senza nulla togliere al genio del naturalista francese, la risposta alla domanda è: certamente no. Per due semplici motivi. Il primo è che la selezione naturale resta di gran lunga un meccanismo evolutivo più universale e potente della trasmissione ereditaria per via epigenetica. Il secondo è che lo stesso Charles Darwin sosteneva che la selezione naturale è il meccanismo principale, ma non l’unico, dell’evoluzione biologica. Il grande naturalista inglese sapeva che nessuno può mettere le briglie alla natura. L’evoluzione è pluralista. E utilizza tutti i mezzi che la natura le mette a disposizione.
Pietro Greco "
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