Zanzara Aedes caspius in Iran: Un Viaggio nel Suo DNA Ricco di Sorprese

Ciao a tutti! Oggi voglio portarvi con me in un viaggio affascinante nel mondo microscopico del DNA, alla scoperta di una protagonista spesso fastidiosa delle nostre estati, ma scientificamente interessantissima: la zanzara Aedes caspius. Nello specifico, andremo a vedere cosa ci racconta il suo patrimonio genetico sulla sua presenza e storia in Iran. Preparatevi, perché quello che emerge è un quadro complesso e pieno di spunti!

Chi è l’Aedes caspius e perché ci interessa?

Prima di tuffarci nei geni, facciamo le presentazioni. L’Aedes caspius, conosciuta anche come “zanzara delle acque alluvionali”, non è una zanzara qualunque. Fa parte della grande famiglia dei Culicidi, un gruppo di insetti che, ahimè, ha un impatto non indifferente sulla salute umana. Pensate che il genere Aedes da solo conta oltre 1200 specie! In Iran, ne sono state documentate tredici, tra cui la nostra Ae. caspius.

Ma cosa la rende così “speciale”? Beh, è un vettore competente per diversi patogeni umani. È stata implicata nella trasmissione del virus Tahyna (TAHV) e studi sperimentali hanno mostrato che può trasmettere il virus della Febbre della Rift Valley (RVFV). In certe condizioni, potrebbe persino veicolare il virus Chikungunya (CHIKV) e parassiti filariali come Dirofilaria immitis e Dirofilaria repens, responsabili della filariosi negli animali e, talvolta, nell’uomo.

Questa zanzara ha una distribuzione vastissima: la troviamo dall’Europa alla Mongolia, in Cina settentrionale e occidentale, Nord Africa e Asia occidentale e centrale. È una specie che ama gli ambienti salmastri (alofita) e ha più cicli riproduttivi all’anno (policiclica). Le femmine sono piuttosto aggressive: pungono prevalentemente all’esterno (esofaghe), ma non disdegnano di entrare in case e stalle, soprattutto al crepuscolo, sia di giorno che di notte. E sono delle grandi viaggiatrici: possono spostarsi anche per 10 km! In Iran è diffusissima, segnalata in numerose province.

Data questa ampia distribuzione e la capacità di adattarsi a climi diversi, è nata una domanda intrigante: l’Ae. caspius è geneticamente tutta uguale ovunque, o esistono differenze significative tra le popolazioni, magari addirittura specie “sorelle” nascoste? Capire la diversità genetica è fondamentale, perché influenza come le popolazioni di zanzare si adattano all’ambiente e, di conseguenza, la loro efficacia come vettori. Conoscere la “carta d’identità” genetica delle popolazioni locali è il primo passo per sviluppare strategie di controllo mirate ed efficaci.

L’indagine genetica in Iran: cosa abbiamo cercato?

Nonostante il suo ruolo sanitario, nessuno aveva ancora studiato a fondo la struttura genetica e la diversità delle popolazioni di Ae. caspius in Iran. Un vuoto di conoscenza che andava colmato! Per questo, è partita un’indagine specifica che ha coinvolto campioni raccolti sia nel nord (provincia dell’Azerbaijan Orientale) che nel sud (provincia di Hormozgan) dell’Iran. Due aree con climi distinti: più arido e semi-arido a nord, con escursioni termiche notevoli, e più umido e caldo a sud, affacciato sullo Stretto di Hormuz.

Come abbiamo fatto? Abbiamo raccolto centinaia di esemplari di Ae. caspius usando varie tecniche (aspiratori, trappole luminose a CO2, catture su esche umane e animali). Dopo averle identificate morfologicamente con le chiavi dicotomiche standard, abbiamo selezionato 80 campioni per l’analisi genetica.

Il cuore dell’analisi è stato l’esame di un gene specifico, il gene mitocondriale COI (citocromo c ossidasi subunità I). Perché proprio questo? I geni mitocondriali sono fantastici per studiare la genetica delle popolazioni: hanno tassi di mutazione più alti rispetto a molti geni nucleari e vengono ereditati solo per via materna, il che semplifica la ricostruzione delle linee evolutive. Abbiamo amplificato un frammento di 721 paia di basi di questo gene tramite PCR (una tecnica che permette di “fotocopiare” miliardi di volte un pezzetto di DNA) e poi lo abbiamo sequenziato, cioè ne abbiamo letto la successione esatta delle “lettere” chimiche (A, T, C, G) che lo compongono.

I risultati: un DNA che racconta storie complesse

E qui arriva il bello! L’analisi delle sequenze ha confermato innanzitutto che tutti i campioni erano effettivamente Ae. caspius, con una corrispondenza del 100% con sequenze già presenti nel database mondiale GenBank. Ma la vera sorpresa è stata la straordinaria diversità genetica riscontrata.

Abbiamo calcolato due indici chiave:

• Diversità aplotipica (Hd): Misura la probabilità che due individui scelti a caso dalla popolazione abbiano sequenze genetiche diverse (aplotipi diversi). Il valore trovato è stato altissimo: 0.954 (il massimo è 1).
• Diversità nucleotidica (Pi): Misura il grado medio di differenza tra le sequenze a livello delle singole “lettere” del DNA. Anche questo valore è risultato significativo: 0.01495.

In parole povere, le popolazioni iraniane di Ae. caspius presentano tantissime varianti genetiche! Analizzando i nostri 16 campioni insieme ad altre 122 sequenze provenienti da GenBank (da Iran e altri paesi), abbiamo identificato ben 55 aplotipi diversi. Di questi, ben 27 erano unici dell’Iran (12 dal sud, 15 dal nord), e 19 erano addirittura esclusivi delle popolazioni iraniane studiate. Solo 8 aplotipi erano condivisi tra Iran e altri paesi asiatici ed europei.

Cosa significa tutta questa diversità? Generalmente, un’alta diversità aplotipica è considerata un’indicazione che la specie è nativa di quell’area o che vi si è stabilita da moltissimo tempo. Quindi, l’Ae. caspius sembra avere radici profonde in Iran. Questo contrasta con studi precedenti, ad esempio uno condotto in Italia che aveva trovato una bassissima variabilità genetica, suggerendo forse un’introduzione più recente o una provenienza da un’unica fonte.

Ricostruire l’albero genealogico: da dove viene l’Ae. caspius iraniana?

Analizzando le relazioni evolutive tra i diversi aplotipi (un po’ come costruire un albero genealogico), abbiamo scoperto cose ancora più interessanti. Le analisi filogenetiche (usando metodi come Maximum Likelihood e Neighbor-Joining) e la rete degli aplotipi hanno mostrato una struttura definita:

• I campioni del sud dell’Iran formavano un gruppo distinto (Clade 1) insieme a campioni provenienti da Pakistan ed Emirati Arabi Uniti (regione Orientale).
• I campioni del nord dell’Iran (regione Paleartica) si raggruppavano invece (Clade 2) con altri campioni paleartici provenienti da Europa (Belgio, Romania, Ungheria, Grecia, Portogallo, Italia, Spagna, UK, Paesi Bassi) e Cina.
• Esisteva anche un terzo gruppo (Clade 3) più basale con campioni da Belgio e Svezia.

Questo suggerisce origini multiple o comunque flussi genici differenziati per le popolazioni del nord e del sud dell’Iran. Quelle meridionali sembrano più legate al subcontinente indiano e alla penisola arabica, mentre quelle settentrionali mostrano affinità con le popolazioni europee e cinesi. L’aplotipo più comune e probabilmente più antico (Haplotype 1) era condiviso tra Iran, Ungheria, Grecia, Portogallo, Spagna e Cina, a testimonianza di connessioni passate molto ampie.

Popolazione in espansione?

Abbiamo anche usato dei test statistici (come il D di Tajima e l’Fs di Fu) per capire la storia demografica di queste popolazioni. I valori ottenuti, prevalentemente negativi e statisticamente significativi, suggeriscono una recente espansione della popolazione o una crescita demografica. Questo potrebbe essere legato a vari fattori, magari cambiamenti ambientali favorevoli o altri processi evolutivi.

Cosa ci portiamo a casa da questo studio?

Questa ricerca è la prima a svelare la complessa struttura genetica dell’Aedes caspius in Iran, mostrando una diversità notevole e suggerendo che la specie sia ben radicata nel paese, forse da tempi antichissimi. Le connessioni genetiche differenziate tra nord e sud aprono scenari affascinanti sulle rotte di dispersione e sui flussi genici passati e presenti.

Perché è importante?

• Controllo dei vettori: Conoscere la diversità genetica e la struttura delle popolazioni aiuta a pianificare interventi di controllo più efficaci e mirati, tenendo conto delle specificità locali.
• Rischio malattie: La variabilità genetica può influenzare la capacità di una zanzara di trasmettere malattie (competenza vettoriale). Anche se questo studio non lo ha indagato direttamente, apre la porta a future ricerche per capire se diverse varianti genetiche di Ae. caspius in Iran abbiano una diversa potenzialità nel trasmettere virus come West Nile o Rift Valley Fever.
• Biologia ed Evoluzione: Questi dati arricchiscono la nostra comprensione della biologia, dell’ecologia e dell’evoluzione di questa specie così diffusa e rilevante per la salute pubblica.

Certo, questo è solo l’inizio. Serviranno ulteriori studi, magari usando altri marcatori genetici (sia mitocondriali che nucleari) e campionando aree geografiche più piccole, per dipingere un quadro ancora più dettagliato dei flussi genici e della storia evolutiva di Aedes caspius in Iran e nel mondo.

Insomma, anche una “semplice” zanzara può nascondere nel suo DNA storie complesse e sorprendenti, fondamentali per proteggere la nostra salute. È proprio vero che il mondo è pieno di meraviglie, a volte basta solo guardare più da vicino!

Fonte: Springer