Un nuovo gusto identificato nei moscerini

Secondo i risultati di un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature Metabolism, i moscerini della frutta possiedono recettori per i composti alcalini, che permettono loro di riconoscere ed evitare specifiche sostanze tossiche. Ora i ricercatori vogliono scoprire se sono presenti anche in altri animali.

Il senso del gusto permette di distinguere i diversi sapori dei cibi, contribuendo anche a riconoscere gli alimenti solidi o liquidi potenzialmente pericolosi per l’organismo. Si tratta di una funzione evolutiva importante per la sopravvivenza di molte specie animali. Proprio per questo scienziati in giro per il mondo sono alla ricerca di possibili nuovi tipi di sapori e dei corrispondenti recettori. I risultati di un recente studio, pubblicati sulla rivista Nature Metabolism da un gruppo di scienziati al lavoro tra Stati Uniti e Cina, mostrano che i moscerini della frutta percepiscono un gusto, o sapore, inedito: quello alcalino. Anche detto basico, è l’opposto dell’acido, può essere terribilmente amaro e si percepisce ingerendo alcuni composti tossici, come l’ammoniaca o la soda caustica.

Gatti, api e moscerini

Si iniziò a parlare di gusto alcalino negli anni Quaranta del Novecento, quando in alcuni studi comportamentali su un gruppo di persone si osservò che la lingua era sensibile all’idrossido di sodio (NaOH), un composto fortemente basico. Ricerche successive mostrarono che anche la lingua dei gatti attivava specifiche vie di segnalazione quando veniva a contatto con sostanze alcaline. Allo stesso modo si notò nelle api una particolare sensibilità a questi composti.

Tuttavia, per quanto si fosse ipotizzata la presenza del gusto alcalino, prima d’ora non era mai stata dimostrata l’esistenza di specifici recettori capaci di riconoscerlo in qualche specie animale. Nemmeno nei moscerini della frutta, creature da sempre molto studiate dagli scienziati. Non è un caso che gli autori dell’articolo abbiano scelto questi insetti per i loro esperimenti: classificati come Drosophila melanogaster, i moscerini della frutta sono tra gli organismi più studiati dal punto di vista molecolare e comportamentale, e numerose scoperte sul senso del gusto sono avvenute proprio in questa specie. Sono infatti animali facili da gestire in laboratorio, si riproducono in fretta e sono in grado di percepire diversi sapori, come il dolce, il salato, l’aspro e l’amaro.

La prova del gusto

Nonostante le piccole dimensioni, i moscerini della frutta possiedono migliaia di recettori gustativi. Anche per questo è piuttosto complicato individuare, tra i tanti, quelli specifici per un gusto preciso, senza avere qualche indizio o punto di riferimento. I ricercatori hanno così deciso di “chiedere” agli insetti stessi quali cibi preferissero. Come? Ponendoli a contatto con sostanze molto basiche o neutre (cioè né acide né basiche) e osservando come i moscerini scegliessero prevalentemente le seconde. Così è stato possibile comprendere che questi animali erano in grado di riconoscere l’alcalinità di un composto e di evitarlo. Rimaneva però aperta la questione se possedessero o meno dei recettori specifici.

Per scoprirlo gli studiosi hanno inattivato o eliminato i geni di numerosi recettori gustativi dei moscerini, per poi esporre gli insetti a cibi molto basici o neutri e annotare nuovamente le loro scelte. L’ipotesi era che, se un moscerino avesse preferito un alimento molto basico, ciò avrebbe significato che era stato inattivato o eliminato il gene giusto: quello del recettore dell’alcalinità.

L’esperimento ha funzionato, permettendo di identificare il gene GC12344, che è stato soprannominato Alka. Se Alka è alterato, i moscerini non sono in grado di percepire l’alcalinità di un composto e lo mangiano anziché evitarlo. Ulteriori conferme sono arrivate da un altro curioso esperimento, il Proboscis Extension Response (PER), che sfrutta l’abitudine di questi insetti di allungare la propria proboscide quando essa tocca qualcosa di appetitoso. Anche in questo caso gli animali mangiavano le sostanze basiche soltanto se il gene Alka era mutato.

Dai recettori gustativi al cervello

Grazie ad approfondite analisi molecolari e fisiologiche, i ricercatori hanno compreso anche il meccanismo molecolare che avviene in questi recettori e dà avvio alla cascata di eventi che porta il segnale fino al cervello. Tutto parte dal legame degli ioni idrossido (OH-), caratteristici dei composti basici, con i recettori Alka presenti sulla superficie delle cellule gustative. L’interazione porta all’apertura di un canale ionico nella membrana di tali cellule e allo spostamento di molecole di cloro negative dalla parte interna a quella esterna della membrana stessa. Si genera così una differenza di potenziale chimico, ovvero un’informazione che dalle cellule gustative è trasmessa alle fibre nervose e raggiunge il cervello. Qui il segnale viene quindi decifrato e rielaborato, per poi propagarsi nelle parti del corpo coinvolte nella risposta comportamentale a quel determinato cibo, come appunto il rifiuto di mangiarlo.

Probabilmente è per una questione di sopravvivenza che nei moscerini si è sviluppata una via così specializzata nel riconoscere i composti alcalini. Una ridotta esposizione a sostanze basiche è associata a una maggiore longevità e salute, mentre un elevato contatto può compromettere lo sviluppo di questi animali ed essere persino letale. Ma non sono solo i moscerini a essere poco tolleranti a tali sostanze. Per esempio, anche per gli esseri umani i composti fortemente basici sono tossici (e – ricordiamo – le diete alcaline non hanno alcun effetto protettivo o curativo contro patologie come quelle tumorali). Per sapere se altri animali percepiscono il gusto alcalino dovremo aspettare i prossimi risultati: dopo i moscerini, infatti, i ricercatori sono determinati a proseguire gli studi su diverse specie, mammiferi compresi.