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Luce sulla controversia evolutiva grazie all'utilizzo di vermi
Alcuni scienziati del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) di Heidelberg sono impegnati in uno studio che, a detta loro, dimostra che un piccolo verme marino presenta geni complessi simil
Alcuni scienziati del Laboratorio europeo di biologia molecolare (EMBL) di Heidelberg sono impegnati in uno studio che, a detta loro, dimostra che un piccolo verme marino presenta geni complessi simili a quelli degli esseri umani. La scoperta, pubblicata di recente sulla rivista scientifica "Science", contraddice la classica teoria secondo cui l'evoluzione a forme superiori di vita è collegata a un aumento della complessità genetica.
I risultati emersi dalla ricerca indicano che la programmazione genetica di base di forme superiori di vita è sempre esistita. Secondo gli scienziati dell'EMBL, i primi animali erano dotati di geni complessi simili a quelli degli esseri umani e, durante l'evoluzione, la specie umana ha mantenuto le caratteristiche di questo antichissimo antenato, andate perse negli animali che si evolvono più rapidamente.
Per stabilire com'erano gli animali primitivi, in genere gli scienziati studiano i loro discendenti. Questa è un'operazione difficile quando si tratta di confrontare animali lontanamente imparentati tra loro come gli esseri umani e le mosche. In questi casi può essere utile esaminare organismi che hanno mantenuto molte caratteristiche dei loro antenati. Il gruppo dell'EMBL, guidato da Detlev Arendt, si è concentrato su un piccolo verme marino, noto col nome di Platynereis dumerlii, e sul suo antenato dell'era fossile.
Fino a poco tempo fa, si potevano effettuare tali confronti solo esaminando caratteristiche fisiche quali la struttura di ossa, denti e tessuti, ma ora il sequenziamento del DNA permette agli scienziati di confrontare i codici genetici e di leggerne la storia evolutiva. Un consorzio internazionale costituito da ricercatori dell'EMBL, nonché da studiosi provenienti da Regno Unito, Francia e Stati Uniti, ha così sequenziato una parte del genoma del Platynereis.
Il ricercatore Florian Raible, che ha eseguito la maggior parte delle analisi al computer, afferma: "Dalla frazione dei geni di Platynereis che abbiamo esaminato si può trarre un'evidente conclusione.
I geni del verme sono molto simili ai geni umani. Si tratta di un quadro ben diverso da quello emerso finora dallo studio delle specie che si evolvono rapidamente".
Il dottor Raible ha anche preso parte a una ricerca che potrebbe porre fine a una controversia scientifica sull'evoluzione.
I geni contengono i codici della sintesi proteica. Nel 1977, tuttavia, venne scoperto un nuovo fenomeno: gli introni. Tra i segmenti attivi o espressi dei geni ("esoni"), i geni di piante e animali pluricellulari più evoluti contengono anche pezzi supplementari di sequenze non codificanti di DNA, che non hanno alcuno scopo apparente. Gli introni non compaiono quasi mai all'interno delle cellule procariotiche e sono rari all'interno di eucarioti unicellulari. Il numero di introni nei geni varia anche molto tra gli animali: mentre nei geni umani si trovano molti introni, gli organismi animali più semplici, come le mosche, ne hanno meno.
Questa constatazione ha portato alcuni scienziati a concludere che, da un punto di vista evolutivo, i geni più semplici (delle mosche) sarebbero più antichi. Negli organismi semplici gli introni sono pochi o nulli; essi, infatti, si aggiungono nel corso dell'evoluzione. Ora, dallo studio dell'EMBL emerge il contrario: gli animali primitivi avevano già molti introni e sono state le specie che si evolvono rapidamente, come gli insetti, a perderne la maggior parte.
"I geni umani sono normalmente più complessi di quelli delle mosche", spiega il responsabile scientifico del laboratorio, Peer Bork. "Le specie che sono tradizionalmente oggetto di studio hanno molti meno introni e, pertanto, molti scienziati ritengono che i geni siano diventati più complessi nel corso dell'evoluzione. Si era già ipotizzato che questa convinzione potesse essere infondata, ma non esistevano prove a conferma di una simile teoria. Ora abbiamo la diretta dimostrazione che i geni erano già alquanto complessi negli animali primitivi e che molti invertebrati hanno ridotto parte di tale complessità".
Questa scoperta avalla l'ipotesi della comparsa degli introni fin dalla fase iniziale dell'evoluzione, nota anche come teoria esonica dei geni. Secondo questa teoria, gli esoni erano minigeni che, in una determinata fase, ad esempio quella precellulare, avrebbero iniziato a funzionare analogamente ai geni odierni. Questa teoria sostiene che, in una fase successiva dell'evoluzione, i minigeni vennero assemblati per costituire geni interi e gli introni sarebbero stati gli inutili pezzi che tenevano insieme gli esoni. Tutti i geni vennero costruiti in questo modo e, se nei batteri e negli eucarioti unicellulari gli introni sono pochi o del tutto assenti, è perché questi organismi li hanno persi in successive fasi evolutive.
Ma non è tutto: il gruppo ha scoperto anche che gli introni hanno mantenuto la loro posizione all'interno dei geni nel corso dell'ultimo mezzo miliardo di anni.
"Disponiamo così di due misurazioni indipendenti che giungono alla medesima conclusione", spiega il dottor Raible. "Gli introni sono perlopiù molto antichi e non sono cambiati granché negli esseri viventi che si evolvono lentamente, come i vertebrati e gli anellidi. Questo fa dei vertebrati "fossili viventi" a tutti gli effetti".
Secondo gli scienziati, la scoperta che anche il Platynereis è una specie animale che si evolve lentamente avrà importanti implicazioni per lo studio degli esseri umani. "Abbiamo già acquisito un'incredibile quantità di informazioni sull'uomo grazie agli studi condotti sulle mosche", dichiara il dottor Arendt. "Il verme marino potrebbe benissimo fornirci una panoramica addirittura migliore su importanti processi di conservazione. Grazie ad esso abbiamo inoltre scoperto che l'evoluzione non è sempre legata a un aumento di complessità; una sua riduzione, infatti, può svolgere un ruolo altrettanto importante nell'evoluzione", conclude.
Fonte: (06/12/2005)
Pubblicato in Analisi e Commenti
Tag:
evoluzione
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