ORIENTAMENTO MAGNETICO IN UCCELLI MIGRATORI: DAI GENI AL COMPORTAMENTO

PROGRAMMI DI RICERCA SCIENTIFICA DI RILEVANTE INTERESSE NAZIONALE - Anno 2008 [Coord. U.O. di Ferrara Prof. A. Foà, Coord. Naz. Dr. A. Gagliardo - Università di Pisa] - L'interesse della comunità scientifica per lo studio della magnetorecezione e dell'orientamento mediante bussola magnetica nelle migrazioni degli uccelli è in crescita, come dimostra il numero elevato di pubblicazioni apparse anche in anni recenti su alcune delle più importanti riviste scientifiche internazionali come Science, Nature, PNAS e Plos Biology. È stato dimostrato che il funzionamento della bussola magnetica usata dai passeriformi in migrazione notturna è influenzato dalla presenza di luce di specifiche lunghezze d'onda. I risultati finora ottenuti indicano che fotopigmenti retinici che assorbono la luce nello spettro blu/verde sono coinvolti nel meccanismo di orientamento magnetico durante la migrazione notturna. L'unica classe conosciuta di molecole presenti nella retina dei vertebrati che abbia le caratteristiche fisiche e chimiche necessarie per la magnetorecezione mediata dalla luce è quella dei criptocromi (CRY). Precedenti studi sul beccafico Sylvia borin suggeriscono CRY1 come principale fotopigmento candidato per la percezione retinica del campo geomagnetico. Non è stato però finora dimostrato che Ministero dell'Università e della Ricerca l'attivazione di CRY1 sia correlata specificamente con la magnetorecezione. In particolare, l'espressione di CRY1 è stata studiata confrontando specie migratrici con specie non migratrici, senza estendere il confronto a popolazioni migratrici e stanziali di una stessa specie. Altre ricerche nel beccafico hanno mostrato una connessione neurale tra i neuroni della retina contenenti CRY e l'area Cluster N del telencefalo. Durante la stagione migratoria l'area cluster N viene attivata di notte e l'attivazione è luce-dipendente, i.e. sparisce se i bulbi oculari vengono coperti. Ciò suggerisce che il Cluster N sia coinvolto nel meccanismo della visione notturna e possa quindi integrare l'informazione magnetica percepita dalla retina. Finora non è stato verificato se il Cluster N svolga effettivamente un ruolo nell'orientamento magnetico. L'obiettivo del nostro progetto di ricerca è di studiare se il CRY retinico e il Cluster N svolgano un ruolo nella percezione ed elaborazione dell'informazione magnetica per l'orientamento. Per questo scopo ci proponiamo di utilizzare un approccio comportamentale per identificare se i CRY siano coinvolti nell'orientamento magnetico e successivamente saggiare il loro ruolo in questo comportamento. Utilizzando come modello animale la capinera Sylvia atricapilla, della quale esistono sia popolazioni migratrici che non migratrici, verificheremo se l'attivazione del CRY retinico e del Cluster N durante la notte sia un processo che viene specificamente messo in atto quando gli animali sono in condizioni migratorie e se viene influenzato dall'orologio circadiano presente nella retina. Per capire se CRY è necessario per l'orientamento magnetico verificheremo la capacità di orientamento notturno nella direzione corretta di migrazione di capinere nelle quali l'espressione retinica di CRY è stata silenziata mediante RNA interference. Per stabilire se l'attività neuronale nel Cluster N svolga un ruolo nell'orientamento magnetico analizzeremo l'espressione di "immediate early genes" nel Cluster N di capinere esposte a un campo magnetico azzerato.