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Sequenziato il genoma della Drosophila mauritiana: un passo avanti verso il concetto di identità delle specie

I ricercatori hanno osservato che, proprio all’interno delle zone del genoma a più alta variabilità, paradossalmente esistono due regioni in cui il genoma pare più conservato. Queste fasce di variabilità potrebbero essere l’effetto di cambiamenti selettivi: quando emerge un nuovo carattere che ha notevole vantaggio selettivo si fissa e viene trasmesso alle generazioni successive

Scritto da Annalisa Arci il 18.12.2012

VIENNA- Viola Nolte, che svolge attività di ricerca presso il Dipartimento di Medicina Veterinaria dell’Università di Vienna, ha pubblicato sull’ultimo numero di Genome Research un articolo dal forte impatto negli studi sull’evoluzione delle specie. Si tratta della prima sequenza completa dell’intero genoma di un esemplare della famiglia degli eucarioti, il moscerino della frutta Drosophila mauritiana, il “fratello” della più nota Drosophila melanogaster (peraltro già sequenziata).

Drosophila

Fino agli inizi del 2000 la possibilità stessa di sequenziare l’intero genoma di un eucariota sembrava un miraggio: erano infatti disponibili solo quattro sequenze. Da allora i progressi tecnologici sono stati tali da permettere a diversi gruppi di ricerca di lavorare a progetti di questo tipo; al team guidato da Christian Schlötterer si deve non solo la sequenza genomica completa, ma anche l’elenco dettagliato dei geni in essa contenuti.

Ma questo studio va oltre una semplice mappatura. Un punto significativo concerne l’analisi della variabilità genetica della popolazione cui appartiene l’organismo. A differenza della Drosophila melanogaster, la Drosophila mauritiana è presente solo nelle Mauritius: questo dato aveva in certo modo fuorviato gli scienziati in quanto ci si aspetterebbe che, data la sua distribuzione limitata, il tasso di variabilità genetica fosse molto basso. Da questo punto di vista i risultati sono sorprendenti. Viola Nolte e colleghi hanno scoperto che il genoma di questo moscerino è molto vario, e presenta molti polimorfismi (ossia variazioni genetiche) nei cromosomi non equamente distribuiti nel genoma.  

I ricercatori hanno osservato che, proprio all’interno delle zone del genoma a più alta variabilità, paradossalmente esistono due regioni in cui il genoma pare più conservato. Queste fasce di variabilità potrebbero essere l’effetto di cambiamenti selettivi: quando emerge un nuovo carattere che ha notevole vantaggio selettivo si fissa e viene trasmesso alle generazioni successive.

In realtà questo processo è più complicato di quanto possa sembrare. Dalla genetica sappiamo che quando un genitore è dotato di due versioni di uno stesso gene nella stessa sequenza, ciascuno degli alleli ha la stessa probabilità di essere trasmesso. Di recente si è però scoperto che alcuni geni hanno imparato a barare: il modello più semplice coinvolge due geni vicini di cui uno codifica un veleno rispetto al quale l’altro è immune. Il veleno uccide tutti i gameti che non sono dotati di questa resistenza garantendo, al tempo stesso, la rapida diffusione dell’allele resistente nel genoma.

Ora, ha senso pensare che le due fasce di variabilità riscontrate nella Drosophila mauritiana si siano originate in un conflitto intragenomico di questo tipo? Per quanto sia difficile rispondere con sicurezza a questa domanda, una delle due fasce che il paper di Viola Nolte ha individuato contiene un gene responsabile del conflitto: il gene è stato infatti chiamato Odisseo (ed è già responsabile del conflitto nella Drosophila simulans).

Christian Schlötterer commenta in questo modo i risultati della ricerca: “la più grande sfida per una nuova specie separata è quello di evitare di essere sussunta nuovamente dentro la specie da cui deriva. Le armi usate nei conflitti intragenomici possono anche funzionare contro la formazione di ibridi nella stessa specie, in un modo che ci fa ipotizzare agiscano come un tipo di ‘geni di speciazione’. Sarà interessante studiare se questo è il caso dei moscerini della frutta delle Mauritius”.

Se questa scoperta possa aiutare a definire meglio il concetto di specie, concetto notoriamente complesso, e a chiarire cosa si intende con identità di una specie forse è troppo presto per dirlo con certezza. Non si può negare che il passo avanti sia notevole.   

Riferimenti bibliografici: Viola Nolte et alii, Genome-wide Patterns of Natural Variation Reveal Strong Selective Sweeps and Ongoing Genomic Conflict in Drosophila mauritiana in “Genome Research”, 2012 (doi:10.1101/gr.139873.112).

 

 

 

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