Il lupo che digerisce l’amido

AMY2B, MGAM e SGLT1, tre geni che permettono al cane (Canis lupus familiaris) di scindere l’amido e utilizzarlo come fonte di nutrimento.
AMY2B codifica per un enzima, l’alfa-amilasi, che catalizza la prima reazione per la digestione di questo carboidrato di riserva delle piante.
Negli umani l’alfa-amilasi è già presente nella saliva in modo da iniziare subito il processo digestivo, mentre nel cane viene espressa solo a livello intestinale, poiché prodotta dal pancreas.

Il secondo step della digestione viene gestito dall’enzima maltasi-glucoamilasi espresso dal gene MGAM, che catalizza l’idrolisi del maltosio in glucosio. A questo punto, l’amido è digerito ma il glucosio prodotto deve ancora essere importato dall’ambiente intestinale esterno, all’ambiente cellulare interno. A livello del tratto tenue dell’intestino, SGLT1 codifica per un co-trasportatore di membrana che espelle sodio ed importa proprio il glucosio. 

Questi geni non sono esclusivi del cane, ma anzi, si trovano in molte specie erbivore ed onnivore. Non è un caso: sono queste specie a nutrirsi di vegetali ed a venire, quindi, in contatto con l’amido.

Carnivori come il lupo non necessitano di questi adattamenti genetici.

Ma il cane è una sottospecie di lupo. L’unica differenza tra la sottospecie cane (Canis lupus familiaris) e le altre di lupo è che ha subito un processo di domesticazione. 

Un team di ricercatori ha pubblicato nel 2013 su Nature un articolo riguardante la differente presenza e/o espressione di questi geni, tra cani e lupi. Il fine era quello di dimostrare come all’origine del processo di domesticazione ci fosse l’occupazione di una nuova nicchia ecologica da parte di alcuni lupi. 

Secondo i ricercatori, infatti, alcuni lupi potrebbero aver cominciato ad approfittare degli scarti di cibo delle emergenti comunità agricole, e questi adattamenti ne sarebbero la prova.

Usando delle quantitative real time PCR, gli scienziati hanno dimostrato come nel cane, a differenza del lupo, questi 3 geni siano ampiamente espressi, tanto da collocarlo tra erbivori ed onnivori, piuttosto che specie carnivore. Il cane non sarà l’unica sottospecie di lupo capace di attuare l’onnivoria, ma di sciuro è la sottospecie più onnivora, o se preferite, meno carnivora stretta.

Il fatto, però, che le prime comunità agricole vengano fatte risalire a circa 10 mila anni fa e che siano stati ritrovati fossili di cani datati tra i 14 e i 20 mila anni fa, mette in discussione questa teoria. Inoltre, studi più recenti hanno collocato la data della o delle presunte domesticazioni del cane tra i 20 e i 40 mila anni fa, di molto in anticipo rispetto all’avvento dell’agricoltura. 

L’ipotesi non è da confutare interamente: oggi si ritiene che comunque il lupo si sia domesticato da solo avvicinandosi agli accampamenti di uomini cacciatori/raccoglitori, per trarre vantaggio dal furto di avanzi di caccia, ma non di raccolto agricolo.

Non c’è da stupirsi che, con il tempo, il cane si sia adattato ad una dieta più ricca di amido. Dopotutto, lo abbiamo fatto anche noi tramutandoci da cacciatori/raccoglitori in agricoltori, non solo a livello comportamentale ma anche a livello genetico.

Solamente che questo adattamento nel cane è avvenuto quando si era già creata la sottospecie Canis lupus familiaris, la nostra migliore amica.

Autore: Simone Rebuffi
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Fonti:
Axelsson, E., Ratnakumar, A., Arendt, M. et al. The genomic signature of dog domestication reveals adaptation to a starch-rich diet. Nature 495, 360–364 (2013).
https://doi.org/10.1038/nature11837