Un’origine intraspecifica delle cromosomi B in Tetragonisca fiebrigi (Apidae: Meliponini) dedotta da dati citogenetici e dalla dimensione del genoma nucleare

Perché contano i minuscoli cromosomi extra nelle api

Le api senza pungiglione sono importanti impollinatori e apprezzate dagli apicoltori su piccola scala in Brasile. Due specie di api “jataí” quasi indistinguibili condividono gli stessi paesaggi e perfino gli alveari, eppure una porta con sé misteriosi cromosomi extra mentre l’altra no. Questi frammenti di DNA in eccesso, chiamati cromosomi B, hanno confuso i biologi per decenni: sono semplici zavorre genetiche inutili, parassiti egoisti o parti della storia genomica della specie? Questo studio esplora da dove provengono questi cromosomi extra in una specie di jataí e cosa potrebbero significare per l’evoluzione delle api.

Due api che si somigliano ma nascondono differenze

I ricercatori si sono concentrati su due api senza pungiglione strettamente correlate, Tetragonisca angustula e Tetragonisca fiebrigi, entrambe comunemente allevate e note con lo stesso nome comune. A occhio nudo le specie sono estremamente simili e si distinguono principalmente per sottili differenze di colore e caratteristiche anatomiche dei maschi. Al microscopio, tuttavia, lavori precedenti avevano mostrato una differenza netta: solo T. fiebrigi porta cromosomi B, elementi extra oltre al corredo cromosomico normale. Poiché queste api sono diffuse e facili da allevare, offrono un laboratorio naturale per testare come tali cromosomi extra emergono e si diffondono.

Controllare i cromosomi in molte colonie

Il gruppo ha campionato 10 colonie di T. angustula e 16 colonie di T. fiebrigi da diverse località in Brasile. Usando tecniche classiche di colorazione cromosomica, hanno esaminato i cariotipi completi di maschi e femmine. Entrambe le specie presentavano lo stesso assetto di base: 34 cromosomi nelle femmine e 17 nei maschi, tutti con un braccio ricco di DNA attivo e l’altro dominato da DNA ripetitivo compatto. Solo T. fiebrigi mostrava cromosomi B, e questi elementi extra risultavano spesso tra i più grandi nella cellula. Le femmine avevano sempre almeno un cromosoma B e potevano portarne fino a sette, mentre i maschi variavano da nessuno a cinque. Questo schema suggerisce che una qualche forma di “drive” favorisca la persistenza e la moltiplicazione dei cromosomi B nelle colonie, specialmente nelle femmine.

Misurare il contenuto di DNA come pesare i genomi

Per verificare se questi cromosomi extra aumentassero effettivamente la massa del genoma, gli scienziati hanno misurato il contenuto totale di DNA negli individui usando la citometria a flusso, una tecnica che stima quanto materiale genetico è contenuto nei nuclei cellulari. Hanno analizzato 45 individui di T. angustula provenienti da due regioni distanti e 53 individui di T. fiebrigi da tre colonie. Nonostante la presenza di numerosi e spesso grandi cromosomi B in T. fiebrigi, entrambe le specie avevano dimensioni medie del genoma quasi identiche. All’interno di ciascuna specie gli individui mostravano qualche variazione, ma i test statistici non rilevavano differenze significative né tra regioni né tra le due specie complessivamente.

Indizi sull’origine dei cromosomi extra

Se i cromosomi B in T. fiebrigi fossero originati da un’altra specie attraverso ibridazione, i ricercatori si sarebbero aspettati che aumentassero in modo evidente la dimensione del genoma o che fossero presenti in entrambe le specie. Invece, T. angustula è completamente priva di cromosomi B e la quantità complessiva di DNA delle due specie è la stessa. Allo stesso tempo, una sequenza di DNA ripetitivo chiave che domina i cromosomi B è presente anche nei cromosomi standard di entrambe le specie, e il pattern del DNA compatto differisce tra loro: T. fiebrigi ha più bracci lunghi attivi, mentre T. angustula ha bracci più compatti. Questi indizi suggeriscono che, in T. fiebrigi, porzioni dei suoi cromosomi standard si siano probabilmente staccate e stabilizzate come cromosomi extra.

Cosa significa per le api e i loro genomi

Per i non specialisti, il messaggio principale è che i misteriosi cromosomi extra in una specie di jataí probabilmente hanno avuto origine all’interno del suo stesso genoma, piuttosto che provenire da un’altra specie. Anche se questi cromosomi B possono essere grandi e numerosi, non modificano in modo evidente la quantità totale di DNA della specie rispetto al suo parente più prossimo. Esaminando molte colonie e individui, questo studio mostra come i genomi possano rimescolarsi e generare frammenti cromosomici extra senza un apporto esterno evidente. Capire come tali elementi originano e persistono aiuta i biologi a ricostruire come i genomi delle api evolvono e si adattano—un’intuizione che sostiene infine la conservazione e l’uso sostenibile di questi vitali impollinatori.

Citazione: Cunha, M.S., Lino-Neto, J., Soares, F.A.F. et al. An intraspecific origin of B chromosomes in Tetragonisca fiebrigi (Apidae: Meliponini) inferred from cytogenetic and nuclear genome size data. Sci Rep 16, 9040 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39709-8

Parole chiave: api senza pungiglione, cromosomi B, dimensione del genoma, evoluzione dei cromosomi, citogenetica delle api