Sapere Scienza

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Il lungo collo delle giraffe

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Con le loro lunghe zampe, e soprattutto il lunghissimo collo, le giraffe sono i più alti animali terrestri. Le ammiriamo sin da bambini, ma forse non ci siamo mai soffermati sulle notevoli sfide “esistenziali” che la loro struttura corporea comporta: il sistema cardiovascolare si è adattato a mantenere una pressione sanguigna due volte maggiore rispetto agli altri mammiferi, in modo da pompare il sangue dal cuore al cervello anche per 2 metri verso l’alto, il sistema muscolo-scheletrico deve supportare una grande massa corporea estesa in altezza e il sistema nervoso deve essere in grado di inviare segnali rapidi attraverso lunghe reti neurali. Uno studio recente pubblicato sulla rivista Nature Communications inizia a svelare i segreti nascosti nel genoma delle giraffe che possono spiegare una struttura così peculiare.

 

Cosa distingue giraffe e okapi?

L’idea è stata quella di sequenziare il genoma della giraffa e di paragonarlo a quello di altri mammiferi ma soprattutto a quello dell’okapi, il suo parente più vicino che però non ne condivide le caratteristiche peculiari. Il confronto ha evidenziato 70 geni che mostrano segni evidenti di adattamento, sostituzioni nella sequenza aminoacidica che possono influenzare la funzione dei prodotti proteici. Il raggruppamento in categorie funzionali di tali geni adattati ha mostrato che si tratta proprio di geni coinvolti nello sviluppo e differenziamento, circolazione e pressione sanguigna, sistema nervoso. Molto interessanti sono le osservazioni che riguardano lo sviluppo: infatti le giraffe non hanno un collo più lungo in seguito alla presenza di vertebre cervicali aggiuntive, ma per l’aumentata estensione verticale delle vertebre cervicali stesse. L’analisi dei geni con sostituzioni aminoacidiche ha evidenziato il possibile gene (FGFRL1) candidato a determinare questa anomala estensione e anche nei geni omeotici responsabili di restringere tale modifica alla regione cervicale. I raggruppamenti funzionali includono anche geni coinvolti nel metabolismo e nel riparo, che potrebbero essere responsabili di altre caratteristiche uniche di questo animale: la capacità di catabolizzare sostanze tossiche contenute nelle famose foglie di acacia, loro cibo di elezione, e il cariotipo anomalo caratterizzato da un minor numero di cromosomi a causa di fenomeni di fusione.

 

Le giraffe e le malattie cardiache dell'uomo

Il sequenziamento comparativo del genoma delle giraffe e degli okapi ha fornito una lista di geni candidati che sono andati incontro a mutazioni tali da giustificare l’evoluzione unica della morfologia della giraffa. I ricercatori vorrebbero ora utilizzare i modernissimi metodi di gene-editing per provare le conseguenze funzionali dell’introduzione delle mutazioni specifiche dei geni della giraffa nei corrispondenti geni di organismi modello! Infine, non solo evoluzione, ma anche medicina, in prospettiva: i ricercatori propongono infatti che almeno per l’apparato cardiovascolare, la comprensione di come le giraffe abbiano risolto i problemi circolatori dovuti alla loro altezza imponente potrebbe insegnarci qualcosa su come affrontare malattie cardiovascolari e fenomeni di ipertensione dell’uomo.

Giulia Guarguaglini

Nata nel 1972 a Roma, dove ha studiato presso l’Università La Sapienza conseguendo la Laurea in Scienze Biologiche e il Dottorato in Genetica e Biologia Molecolare. Dopo alcuni anni in Germania, tra Heidelberg e Monaco di Baviera, è tornata a Roma, dove lavora come ricercatrice presso il CNR.

copertina   settembre-ottobre 2018

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