Analisi dell’intero genoma della selezione associata alla resistenza allo stress termico nei polli

Perché i polli resistenti al calore sono importanti

Con il riscaldamento del pianeta, mantenere il benessere degli animali da allevamento sta diventando sia un problema scientifico sia una necessità economica. I polli sono particolarmente vulnerabili al clima caldo e umido: hanno un “mantello” di piume, non possiedono ghiandole sudoripare e vengono spesso allevati in pollai affollati. Questo studio pone una domanda semplice ma potente: cosa c’è di diverso nel DNA dei polli che prosperano nei climi caldi rispetto a una razza commerciale diffusa che fatica nel calore? Le risposte potrebbero aiutare a proteggere le forniture alimentari e il benessere animale in un mondo che si riscalda.

Polli nel mondo sottoposti a calore crescente

I ricercatori hanno utilizzato un ampio database internazionale di DNA per confrontare 152 polli autoctoni provenienti da Afghanistan, Iran, Pakistan, Indonesia e varie regioni della Cina meridionale con 49 polli commerciali White Leghorn, una razza produttrice di uova nota per la sua sensibilità al calore. Gli animali locali vivono in luoghi dove una misura standard di calore e umidità, l’indice temperatura‑umidità (Temperature‑Humidity Index), supera regolarmente il livello in cui lo stress termico comincia a danneggiare i pollame. Nel corso delle generazioni, queste popolazioni rurali e dei cortili si sono adattate naturalmente agli ambienti caldi, rendendole un ideale confronto rispetto ai Leghorn allevati più protetti e in modo intensivo.

Caccia ai segnali di adattamento nel genoma

Per identificare dove il calore ha lasciato il suo segno nel genoma, il team ha scandagliato milioni di marcatori genetici su tutti i cromosomi. Hanno usato diversi strumenti statistici complementari per individuare “sweep selettivi” – regioni dove varianti vantaggiose sono diventate comuni perché migliorano la sopravvivenza o la riproduzione. Alcuni metodi valutavano quanto i ceppi locali differivano dai Leghorn in ciascun punto del genoma, mentre altri misuravano quanto diversità genetica era stata persa all’interno di ciascun gruppo o quanto erano diventate insolitamente lunghe le porzioni di DNA identiche. Sono state considerate solo le regioni che mostravano segnali forti in più test e in almeno la metà delle popolazioni autoctone, riducendo notevolmente la possibilità di inseguire rumore casuale.

Geni chiave per la resistenza al calore

Questa ricerca rigorosa ha prodotto 267 geni sospetti, poi ridotti a una lista più ristretta di 113 candidati ad alta confidenza, molti dei quali erano già stati collegati a risposte al calore in altri studi. Di questi, 14 geni si sono distinti per essere ripetutamente modellati dalla selezione nei polli dei climi caldi e chiaramente associati alla tolleranza al calore. Diversi codificano “sensori” molecolari che rilevano la temperatura o spostano il calcio dentro e fuori dalle cellule. Altri aiutano i neuroni ad adattarsi, mantengono la funzione cardiaca o rimodellano l’impalcatura interna della cellula sotto stress. Insieme formano una rete connessa che aiuta le cellule a gestire il caos causato dalle alte temperature.

I segnali del calcio come sistema d’allarme termico dell’organismo

Un tema centrale è stato il calcio, un minerale carico che le cellule usano come allarme interno e manopola di controllo. Geni come TRPV1, TRPV2 e TRPV3 codificano canali sensibili al calore che si aprono quando la temperatura sale, permettendo al calcio di precipitare nelle cellule. MCU e ATP2B4 aiutano a gestire dove quel calcio va, trasportandolo dentro e fuori dai mitocondri e dall’interno cellulare, mentre CALM1 e CACNB2 contribuiscono a tradurre gli impulsi di calcio in cambiamenti nell’attività genica, nel metabolismo e nella segnalazione nervosa. Altri geni, tra cui BDNF, PRKD1, TRAT1, SCIN, WIPF3, CDH23 e NPSR1, collegano questi segnali del calcio alla plasticità cerebrale, alle difese immunitarie e alla stabilità dei vasi sanguigni e dei tessuti. Molte delle differenze chiave tra polli autoctoni e Leghorn non risiedono nelle sezioni codificanti per proteine di questi geni, ma negli introni non codificanti e nelle regioni regolatorie vicine che influenzano quanto e quando i geni vengono attivati.

Interruttori nascosti e polli del futuro

Lo studio suggerisce che la selezione naturale nelle regioni calde ha sintonizzato un insieme condiviso di “interruttori nascosti” nel genoma del pollo, specialmente in segmenti non codificanti che controllano lo splicing dell’RNA e altri livelli di regolazione genica. Al contrario, decenni di allevamento dei Leghorn per la produzione di uova sembrano aver fissato versioni diverse di molte varianti correlate allo stress, riducendo forse la loro resilienza al calore. Per il lettore generale, la conclusione è che piccole modifiche nella regolazione dei geni – non solo nei geni stessi – possono fare la differenza tra un uccello che appassisce nel calore e uno che continua a deporre. Comprendere queste leve genetiche apre la strada all’allevamento di polli commerciali che combinino alta produttività con tolleranza al calore incorporata, un obiettivo cruciale mentre i climi continuano a riscaldarsi.

Citazione: Hosseinzadeh, S., Rafat, S.A., Javanmard, A. et al. Whole genome analysis of selection associated with resistance to heat stress in chickens. Sci Rep 16, 11726 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-41813-8

Parole chiave: stress da calore, genetica del pollo, adattamento al clima, segnalazione del calcio, allevamento del bestiame