Nuove scoperte sull'evoluzione della vita pluricellulare
Secondo una nuova ricerca, l'evoluzione della vita pluricellulare potrebbe aver richiesto meno modifiche generiche di quanto si pensasse in precedenza. In un articolo pubblicato sulla rivista Science, un team internazionale di ricercatori spiega come sono stati confrontati i genomi di due specie di alghe affini: la pluricellulare Volvox carteri e la Chlamydomonas reinhardtii che è invece unicellulare. La vita pluricellulare ha avuto origine più di una volta, in animali, piante e funghi e nelle alghe rosse e marroni. Nella maggior parte dei casi però è successo così tanto tempo fa che carpire i cambiamenti genetici che stanno dietro alla trasformazione di una forma di vita da unicellulare a pluricellulare è molto difficile. L'alga verde volvocina rappresenta un'importante eccezione, la V. carteri e la C. reinhardtii infatti hanno avuto origine da un antenato unicellulare comune meno di 200 milioni di anni fa. La V. carteri consiste in due tipi di cellula; circa 2000 cellule piccole sono incorporate in una matrice extracellulare sferica, ognuna di queste cellule è provvista di due flagelli che la V.carteri usa per spostarsi. Mentre 16 grandi cellule riproduttive si trovano proprio sotto questo strato. Secondo i ricercatori, il livello di divergenza tra i due genomi delle alghe è paragonabile alla divergenza tra il genoma di un essere umano e quello di un pollo. "Ci aspettavamo grandi differenze nelle dimensioni del genoma, il numero dei geni e le dimensioni delle famiglie di geni tra la Volvox e la Chlamydomonas," ha commentato il professor James Umen del Salk Institute negli Stati Uniti. "Per lo più questa supposizione si è rivelata errata.' I due genomi infatti si sono rivelati notevolmente simili. Questo suggerisce che la Volvox non ha dovuto inventare nuove proteine per passare a una forma di vita pluricellulare, ma le è bastato attingere alle risorse genetiche che possedeva di già. "È una cosa che non ci aspettavamo perché in precedenza si pensava che l'innovazione a livello del dominio avesse un ruolo di primo piano nell'evoluzione della pluricellularità nelle piante e negli animali," sottolinea il professor Umen. "Se si pensa alle proteine in termini di mattoncini Lego, la Chlamydomonas aveva già un ottimo assortimento di Lego. La Volvox non aveva alcun bisogno di comprarne di nuovi e poteva invece sperimentare usando ciò che aveva ereditato dal proprio antenato." Ciononostante le analisi hanno rivelato alcune differenze tra i genomi delle due specie. Per esempio, la Volvox ha molti più geni di matrice extracellulare. La matrice extracellulare della Volvox è legata alla parete cellulare della Chlamydomonas e la differenza di dimensioni e di complessità tra le due strutture si riflette nel numero e nella varietà di geni della Volvox per le proteine della matrice extracellulare. Inoltre la Volvox ha più proteine coinvolte nella divisione cellulare e sembra aver adattato alcuni dei suoi geni perché svolgessero nuove funzioni. Per esempio, alcuni sottotipi di una famiglia genetica coinvolta nella costruzione della matrice extracellulare si sono evoluti in un impulso ormonale per la differenziazione sessuale. "I confronti che abbiamo effettuato tra la Volvox e la Chlamydomonas indicano che... le innovazioni evolutive nella discendenza della Volvox non hanno comportato grandi cambiamenti nel repertorio di proteine dell'antenato," scrivono gli scienziati. "Tutto ciò concorda con le osservazioni fatte in precedenza che indicavano una cooptazione di geni ancestrali in nuovi processi evolutivi." Guardando al futuro, il team ha in programma di studiare la regolazione genetica nella Volvox. Si spera che questo chiarirà i fattori che guidano l'evoluzione della multicellularità in questi organismi.
Paesi
Canada, Germania, Giappone, Stati Uniti