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Evolutionwatch: un nuovo modo di studiare l'evoluzione delle piante

28 Marzo 2018

Evolutionwatch, un orologio evolutivo per rivelare il numero di mutazioni in un determinato intervallo di tempo subite da una pianta selvatica. Questo studio, che ha permesso di osservare l’evoluzione in azione, è stato svolto dagli scienziati del Max Planck Institute for Developmental Biology. L’oggetto della ricerca è stato una piccola pianta che è ormai da molto tempo amica dei genetisti: l’Arabidopsis thaliana.

 

L’ Arabidopsis, la cavia da laboratorio del regno vegetale

 

L’Arabidopsis thaliana, conosciuta anche con il nome di Arabetta comune, appartiene alla famiglia delle Brassicacee, di cui sono parte i più famosi cavolfiori ma anche la senape, il ravanello e, per gli amanti dei pigmenti vegetali, l’Isatis tinctoria, specie utilizzata per tingere in indaco i tessuti. L’Arabidopsis, originaria dell’area euroasiatica, è adoperata da molto tempo negli studi di genetica. Qual è il motivo? Prima di tutto è una piantina molto piccola e cresce molto velocemente ma la caratteristica più importante è la presenza di un genoma di dimensioni ridotte che è stato completamente sequenziato, facendone l’organismo modello per eccellenza nel mondo delle piante.

 

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Tra erbari e piante moderne

 

Gli scienziati hanno confrontato 100 tra genomi storici e moderni della piantina infestante, per misurare con precisione il tasso con il quale evolve in natura. Le analisi si sono focalizzate su campioni provenienti dal Nord America, in quanto quella particolare famiglia genetica di Arabidopsis è particolarmente diffusa, dando così l’opportunità di osservare mutazioni acquisite di recente.
I genomi studiati appartenevano a piante raccolte dai botanici dal 1863 al 2006 e, tutti i campioni precedenti al 1990, provenivano da collezioni di musei di piante essiccate. Moises Exposito-Alonso, primo autore dell’articolo pubblicato su PLOS Genetics dedicato a questa ricerca, ha commentato: “Le collezioni di popolazioni invasive campionate in differenti momenti storici ci hanno permesso di osservare il processo ‘dal vivo’ dell’evoluzione in atto”. Grazie al confronto tra genomi di piante divergenti dal comune antenato per differenti distanze temporali, gli scienziati hanno calcolato quante mutazioni la pianta abbia acquisito ogni anno. Questo cosa significa?

 

Evolutionwatch

 

Image credits: Moises Exposito-Alonso, Claude Becker e colleghi

 

La storia di un lungo viaggio

 

Il team ha dedotto dai dati raccolti che l’ultimo antenato comune dell’arabetta è vissuto alla fine del XVI o all’inizio del XVII secolo, momento storico che coincide con l’arrivo degli europei nel Nuovo Mondo. Stiamo parlando, in particolare, di persone provenienti dal sud del Regno Unito, dalle coste occidentali della Francia e dai Paesi Bassi, gente che, con tutta probabilità, ha trasportato i semi di questa pianta attaccati alle suole delle scarpe o mescolati con altri semi di piante commestibili. Lo studio dell’orologio evolutivo dell’Arabidopsis thaliana ha permesso di rivelare alcuni dei processi che si nascondono dietro l’abilità delle specie invasive di colonizzare nuovi ambienti. Un esempio è il segreto del “paradosso genetico dell’invasione” che ha luogo quando un organismo colonizzatore, con una diversità genetica bassa, riesce ad affermarsi con sorprendente successo in un nuovo ambiente. Moises Exposito-Alonso ha aggiunto: “Tassi evolutivi accurati per piante e animali saranno fondamentali per ricostruire la loro storia e per predire opportunità di nuovi tratti vantaggiosi da sviluppare. I nostri risultati mostrano come gli erbari e i campioni di animali possano essere una risorsa per un nuovo e grande ramo della futura genetica”.

 

Una pianta può salvarci la vita. Lo sa bene Tu Youyou, premio Nobel per la Medicina nel 2015. Leggete la sua storia nell’articolo di Giancarlo Marconi, “Vincere il Nobel grazie a un’erba”, acquistando il numero di ottobre 2017 di Sapere.

 

 

Image credits: Dawid Skalec [CC BY-SA 4.0], via Wikimedia Commons

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