Sabrina Del Fico Pini, cipressi e cycas avrebbero un'origine comune, derivante da una duplicazione nella sequenza genetica di più di 350 milioni di anni fa
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Pini, cipressi e cycas – piante fra loro molto diverse – avrebbero un’origine comune, derivante da una duplicazione nella sequenza genetica risalente a più di 350 milioni di anni fa.
Le piante sono degli accumulatori di DNA. Non eliminano nessun pezzo del genoma, perché questo potrebbe rivelarsi utile in futuro, e duplicano l’intera sequenza aggiungendovi via via nuovo materiale genetico. Tutti i geni ‘in più’ sono liberi di mutare e dare origine a nuove caratteristiche della pianta, affrettando il ritmo dell’evoluzione.
Un nuovo studio del Museo di Storia Naturale della Florida mostra che tali fenomeni di duplicazione sono stati di importanza vitale nella storia evolutiva delle gimnosperme – un nutrito gruppo di piante dai semi cosiddetti nudi che include pini, cipressi, sequoie, ginkgo e cycas: la duplicazione del genoma delle piante moderne appartenenti a questa famiglia potrebbe aver direttamente contribuito all’origine del gruppo, 350 milioni di anni fa. Le diverse duplicazioni hanno fornito materiale grezzo per l’evoluzione di specifici tratti che hanno permesso a queste piante di resistere in ecosistemi in continuo cambiamento, fino alla stabilizzazione avvenuta approssimativamente 20 milioni di anni fa.
Questo evento all’inizio dell’evoluzione ha creato l’opportunità per i geni di evolversi e di sviluppare funzioni completamente nuove, che hanno aiutato le varie gimnosperme ad adattarsi ai nuovi habitat – spiega Gregory Stull, autore dello studio.
Avere più di due serie di cromosomi – un fenomeno chiamato poliploidia – è raro negli animali, ma molto comune nelle piante: la maggior parte dei frutti e della verdura che mangiamo, per esempio, è poliploide e spesso è il risultato dell’ibridizzazione di due specie strettamente imparentate. Molte piante, come caffè, grano, fragole, arachidi, beneficiano dell’avere molte copie diverse del DNA, che può portare a una crescita più rapida e all’aumento di taglia e di peso. Tuttavia, finora non era chiaro come la poliploidia avesse influenzato l’evoluzione delle gimnosperme.
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I ricercatori hanno collaborato con numerosi biologi per ottenere la sequenza genetica di più di mille piante, e questo massiccio archivio di dati ha permesso agli scienziati di provare a mettere insieme i tasselli nella lunga storia della loro evoluzione. Mettendo a confronto il DNA delle gimnosperme viventi, i ricercatori sono stati in grado di tornare indietro nel tempo e scoprire le tracce di una reiterata duplicazione dell’antico genoma, che ha coinciso con l’origine delle varie tipologie di piante.
Le gimnosperme hanno subito significativi fenomeni di estinzione durante la loro lunga storia, e questo ha reso difficile decifrare l’esatta natura delle relazioni fra i vari esponenti della specie. Tuttavia, i genomi di tutti gli alberi viventi condividono la ‘firma’ di quell’antica duplicazione avvenuta nel passato, 350 milioni di anni fa. Più di 100 milioni di anni dopo, inoltre, una seconda duplicazione genomica ha dato vita alla famiglia dei pini, e una terza a quella dei podocarpi – un gruppo che racchiude alberi e arbusti che vivono perlopiù nell’emisfero meridionale del Pianeta.
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Fonte: Florida Museum of Natural History / Nature Plants
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