Sapere Scienza

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Piante da fiore: l’“abominevole” mistero si infittisce

3 Novembre 2020 di 

Fu Darwin a definire “abominevole” il mistero dello sviluppo delle piante da fiore, le angiosperme, che, secondo i dati fossili, sarebbero comparse sulla Terra improvvisamente circa 135 milioni di anni fa [1].

L’esplosiva e veloce diversificazione e lo strabiliante successo evolutivo delle angiosperme a discapito delle più antiche gimnosperme, che non producono fiori, hanno fatto tremare la teoria dell’evoluzione di Darwin, basata su una lenta e graduale selezione naturale [2].
Ancora oggi, il mistero non è risolto e il dibattito è incentrato sui risultati contrastanti ottenuti da due tecniche di datazione diverse: quella fossile e quella molecolare.

 

La datazione fossile


Il metodo classico che permette di avere uno scorcio sulla storia delle specie che hanno popolato il nostro pianeta è lo studio di resti fossili, che possono essere datati con vari approcci.
L’approccio relativo si basa sul confronto dei fossili con elementi precedenti, successivi o di età nota. L’approccio assoluto sfrutta invece la radiochimica, e permette di stabilire l’età di un materiale direttamente. I paleobotanici hanno trovato le prime evidenze della presenza di piante da fiore in fossili che possono essere datati a 135 milioni di anni fa. Ciò che stupisce gli scienziati è che in questi fossili le piante appaiono subito incredibilmente diversificate e numerose.
Un’ipotesi suggerisce che gli insetti, impollinando le piante da fiore, abbiano giocato un ruolo nella loro veloce variabilità, favorendo gli scambi genetici [3]. Gli insetti impollinatori, tuttavia, sono comparsi sulla Terra tra 300 e 200 milioni di anni fa e impollinavano già diverse piante sprovviste di fiori [1, 3].
Per quanto riguarda il successo evolutivo delle angiosperme rispetto alle gimnosperme, invece, un recente studio [3] individua la causa nella grandezza del DNA. Le angiosperme sembrano avere un DNA meno ingombrante, quindi cellule più piccole e più numerose a parità di superficie. Ciò significa rifornimento di anidride carbonica e attività fotosintetica implementati.
Nonostante ciò, la comunità scientifica è sempre più propensa a spostare la data di comparsa delle angiosperme sul nostro pianeta a tempi più antichi, anche grazie a tecniche che permettono di datare gli organismi basandosi sulle loro mutazioni genetiche.

 

La datazione molecolare


La datazione molecolare sta andando incontro a un veloce sviluppo negli ultimi anni, dando nuovo impulso al dibattito sull’abominevole mistero.
Si tratta di una tecnica teorizzata nel 1962 che si basa sulle mutazioni del DNA, che si succedono continuamente e sono alla base dell’evoluzione. Confrontando le differenze tra le sequenze molecolari di due organismi, si può calcolare il tempo trascorso da quando si sono separate da un antenato comune. Tuttavia, la velocità a cui le mutazioni avvengono, nelle varie specie e in diversi periodi di tempo, deve essere calibrata tramite lo studio dei fossili, e non può essere considerata costante. Questo complica la datazione e produce una sovrastima dell’età degli eventi. Per questo motivo, diverse pubblicazioni si interrogano sull’attendibilità dei risultati ottenuti [4, 5], che sposterebbero la nascita delle angiosperme fino a quasi 300 milioni di anni fa, circa 150 milioni di anni prima di quanto tradizionalmente si riteneva.
Questa datazione è accolta con scetticismo dai paleobotanici, perché nessuna traccia di angiosperme è stata trovata in fossili più antichi di 135 milioni di anni. Serve però sottolineare che l’assenza di una prova non è la prova dell’assenza, e spesso la data di comparsa di una specie sulla Terra è molto anteriore al periodo a cui appartiene il più antico fossile che ne mostri tracce. Prima che un organismo appaia nei resti fossili deve infatti essere già sufficientemente diffuso.
Pur essendo gli strumenti più potenti a disposizione, sia la datazione fossile che quella molecolare mostrano ancora dei limiti, e mettono in evidenza la complessità della questione. La ricerca, quindi, andrà avanti nel tentativo di chiarire come le angiosperme siano arrivate a costituire la stragrande maggioranza delle piante, modificando profondamente il paesaggio naturale e popolando oggi l’immaginario dell’uomo, abituato a una vegetazione fiorita e multicolore, fitta come il mistero della sua storia.

 

 

Riferimenti

 


[1] Casper J. van der Kooi, Jeff Ollerton, The origins of flowering plants and pollinators, Science, 19 June 2020, 368(6497):1306-1308
[2] Colin Barras, The abominable mystery: how flowers conquered the world, BBC Earth, 16 October 2014 (ultimo accesso 31 agosto 2020) https://bbc.in/3kXvOUo
[3] Kevin A Simonin, Adam B Roddy, Genome downsizing, physiological novelty, and the global dominance of flowering plants, PLoS Biology, 2018, 16(1):e2003706
[4] David Duchene, Lindell Bromham, Molecular Dating of Evolutionary Events, Encyclopedia of Scientific Dating Methods, Springer Science+Business Media Dordrecht, 2013
[5] Hervé Sauquet, A practical guide to molecular dating, Comptes Rendus Palevol, August-September 2013, 12, 6, 355-367

Adele Bosi

Adele Bosi è una ricercatrice nell’ambito della chimica per i beni culturali. Ama scrivere e parlare di scienza e di metodo scientifico.

copertina sapere 5 2020   settembre-ottobre 2020

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