Le alghe brune forniscono informazioni sull’origine dei sessi
I meccanismi di determinazione del sesso differiscono tra i vari organismi viventi e possono derivare da fattori ambientali, quali la temperatura delle uova di coccodrillo durante l’incubazione, da fattori genetici (come i cromosomi sessuali) o da una combinazione di entrambi, nel caso di alcune specie di pesci. «Sappiamo molto sulla determinazione del sesso negli animali», osserva Susana Coelho, coordinatrice del progetto SEXSEA, che ha condotto la sua ricerca presso il Centro nazionale francese per la ricerca scientifica (CNRS) e che è stata nominata di recente direttrice presso l’Istituto Max Planck di Biologia evolutiva, in Germania. «Invece, sappiamo davvero poco su ciò che accade nel mondo delle alghe». Le alghe brune si sono evolute indipendentemente dagli animali e dalle piante terrestri per più di un miliardo di anni e, in meno di 300 milioni di anni, hanno sviluppato corpi multicellulari che competono con le piante sotto il profilo della complessità. «Le alghe brune sono organismi sorprendenti, infinitamente importanti a livello ecologico e caratterizzati dai generi maschio e femmina», aggiunge Coelho, «ma non sappiamo abbastanza della loro biologia, neanche di come si formano i due generi».
Determinazione del sesso
Per cercare di colmare questa lacuna di conoscenze, il progetto SEXSEA, con il supporto del Consiglio europeo della ricerca, ha tentato di svelare i meccanismi in base ai quali viene determinato il sesso nelle alghe. «Mettendo a confronto vari tipi di alghe, siamo stati in grado di identificare i geni sempre legati ai maschi o quelli sempre legati alle femmine», spiega Coelho. «I geni sempre legati al sesso sono quelli che erano presenti prima che si verificasse la speciazione», processo che avviene quando un gruppo all’interno di una specie si separa dagli altri membri della sua specie e sviluppa le proprie caratteristiche uniche. Da qui, Coelho e il suo gruppo di ricerca hanno datato l’origine dei cromosomi sessuali su una scala evolutiva. I ricercatori sono poi stati in grado di identificare la base cromosomica della determinazione sessuale, fornendo solide fondamenta per comprendere la biologia delle alghe brune. «Siamo stati in grado di raggiungere una visione di miliardi di anni sull’evoluzione dei cromosomi sessuali», osserva Coelho. «Abbiamo anche identificato e caratterizzato i cromosomi sessuali in varie specie di alghe brune, migliorando la nostra comprensione dei processi chiave alla base dell’origine e dell’evoluzione dei sessi».
Evoluzione dei sessi
Il fatto che le alghe brune si siano evolute indipendentemente da animali e piante ha consentito a Coelho di studiare l’universalità o l’unicità dei processi che guidano l’evoluzione dei sessi. «Ad esempio, uno dei geni all’interno del cromosoma maschile presenta delle analogie con il gene SRY», aggiunge, «che è implicato nella determinazione del sesso maschile negli animali e negli esseri umani». Tuttavia, dato che la distinzione sessuale nelle alghe e negli animali si è sviluppata in modo indipendente, Coelho conclude ipotizzando una qualche forma di evoluzione convergente in atto. «La natura potrebbe aver limitato le scelte riguardanti alcuni tipi di processi biologici», afferma. «Questi geni potrebbero essere stati “riutilizzati” nelle alghe e negli animali per determinare il sesso». Guardando avanti, una questione che Coelho è interessata a esaminare è il modo in cui si realizza l’ermafroditismo, ovvero la possibilità di produrre strutture maschili e femminili nello stesso individuo. «Cosa accade ai cromosomi sessuali in un contesto di ermafroditismo?», si domanda la ricercatrice. «E perché non sono ermafrodite tutte le alghe brune?» Questo lavoro affascinante ha sottolineato il fatto che, per comprendere veramente la biologia, i ricercatori devono prendere in esame l’osservazione al di fuori dei modelli animali e vegetali standard. «Mi auguro che questo progetto abbia dimostrato che le alghe brune sono organismi meravigliosi», afferma Coelho. «Lo studio delle alghe brune mi ha fornito una visione della biologia molto più ampia».
Parole chiave
SEXSEA, sesso, alghe, genetico, cromosomi, biologia, gene, evoluzione, ermafrodito
