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Posts Tagged ‘Evoluzione’

Nuovo studio pone l’origine delle angiosperme 215 milioni di anni fa

15 marzo 2010 Nessun commento  
Secondo un nuovo studio sull’albero evolutivo vegetale, le piante da fiore potrebbero essere considerevolmente più antiche di quanto ritenuto in precedenza, ed essere apparse per la prima volta in pieno Triassico

Fino ad oggi era comunemente accettato nella comunità scientifica che le piante da fiore, o angiosperme, avessero fatto la loro prima comparsa sulla Terra tra 140 e 190 milioni di anni fa; un nuovo studio condotto da scienziati del National Evolutionary Synthesis Center (NESCent) di Durham, nel North Carolina, porta ora ad anticipare l’apparizione delle prime angiosperme a circa 215 milioni di anni fa, ovvero un qualcosa come 25-75 milioni di anni prima rispetto a quanto suggerito dai più antichi reperti archeologici o da precedenti studi molecolari.

Il “Liaoning ancient fruit”, uno tra i più antichi fossili di fiore, risalente a circa 145 milioni di anni fa

Dice Michael Donoghue, della Yale University: ”Se guardiamo solamente ai reperti archeologici, si potrebbe stabilire la nascita delle angiosperme nel tardo Giurassico o nel precoce Cretacico.”

Aggiunge quindi Jeremy Beaulieu, biologo alla Yale: “Nonostante i dati archeologici, la maggior parte dei tempi di divergenza molecolare indica che le angiosperme devono essere comparse più precocemente: il nostro studio ci ha portato a definirne il Triassico come il periodo di origine. Nessun altro in precedenza ha mai trovato un risultato del genere”

Ricordiamo che tutti i tre periodi geologici menzionati in precedenza fanno parte dell’era secondariaMesozoico, che va da 251 milioni di anni fa a 65 milioni di anni fa, e che è a sua volta suddivisa nei tre periodi Triassico (da 251 a 200 milioni di anni fa), Giurassico (da 200 a 145 milioni) e Cretacico (da 145 a 65 milioni di anni fa – è proprio sul finire di questo periodo che si ebbe l’estinzione dei dinosauri, oltre che di più del 70% di tutte le specie viventi).

Se il riposizionamento sulla scala temporale della comparsa delle angiosperme fosse confermata, potrebbe rafforzare l’idea che le prime piante di questo tipo possano aver promosso lo sviluppo di certe specie di insetti: ad esempio insetti come api e vespe affidano tuttora la loro sopravvivenza al nettare e al polline che trovano sui fiori.

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Categorie:Agronomia

Sequenziato il genoma dell’ameba Naegleria gruberi

5 marzo 2010 Nessun commento  
Com’era la Terra un miliardo e mezzo di anni fa? E che organismi la popolavano?

Nel lungo cammino evolutivo che dai batteri porta agli esseri umani, una tappa fondamentale si verificò circa 1.5 miliardi di anni fa, quando i microbi iniziarono a “costruire” compartimenti cellulari ove riporre i loro materiali, ad esempio il DNA all’interno del nucleo, o facendo finire tutto il macchinario energetico all’interno dei mitocondri.

La forma natante di Naegleria, con i due flagelli. Il nucleo è colorato in blu

Alcuni scienziati hanno di recente sequenziato il genoma di uno strano organismo unicellulare chiamato Naegleria gruberi, che rappresenta un utile riferimento per comprendere appieno il passaggio da procarioti, in cui tutte le proteine necessarie alla vita “galleggiano” in una specie di minestrone all’interno della cellula, ad eucarioti, che presentano tali proteine organizzate in un sistema altamente compartimentalizzato.

La sequenza, ottenuta dal  Department of Energy Joint Genome Institute (JGI) e da analisi degli scienziati dell’University of California – Berkeley, della Lancaster University britannica e da altri centri statunitensi e inglesi, è stata pubblicata oggi, 5 marzo, nella rivista Cell.

“In un certo senso, l’analisi del genoma di Naegleria ci mostra come sarebbe potuto essere il nostro pianeta più di un miliardo di anni fa, e  il tipo e le caratteristiche degli organismi che lo abitarono” dice Simon E. Prochnik, bioinformatico del JGI e di Berkeley, e coautore dell’articolo su Cell.

Un organismo dalla tripla personalità: caccia batteri sottoforma di ameba, nuota in forma flagellata e diventa quiescente nelle sembianze di cisti

Naegleria è un ameba comune nel suolo – l’organismo sequenziato è stato tratto dal fango di un boschetto di eucalipti nel campus di Berkeley – che, in condizioni di stress, sviluppa rapidamente due flagelli, simili alla coda di uno spermatozoo, che usa per nuotare nelle pozze.

Micrografia elettronica di cisti di Naegleria

Inoltre può assumere una terza sembianza, diventando una dura cisti, che può resistere a lungo nel suolo fino a quando l’ambiente diventi abbastanza caldo e umido per permetterle di riassumere la forma vegetativa di ameba.

“Questo organismo unicellulare caccia e mangia i batteri sottoforma di ameba, nuota in giro alla ricerca di un ambiente migliore  nella forma flagellata, e si ferma al sicuro aspettando tempi migliori nelle sembianze di cisti” dice Prochnik. “La trasformazione da ameba a cellula flagellata, come quello che si riscontra in N.gruberi, è evento molto raro”

Non sorprende dunque che il genoma di tale organismo possegga molti geni che permettono queste tre distinte “identità”: sono stati identificati ben 15727 geni codificanti proteine, un gran numero se consideriamo che l’essere umano ne possiede circa 23000 codificanti.

Continua Prochnik: “Naegleria ha un sacco di geni perchè ha uno stile di vita molto più complicato della maggior parte degli organismi unicellulari (in particolare dei parassiti), il che gli assicura una estrema versatilità: Naegleria contiene tutte le informazioni genetiche necessarie per sopravvivere in un gran numero di ambienti diversi e ad una vasta gamma di sollecitazioni”

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Categorie:Biologia

L’ipotesi della Regina Rossa: interazione tra specie ed evoluzione

26 febbraio 2010 2 commenti  
Interazione tra le specie: la più potente forza motrice dell’evoluzione

Un gruppo di scienziati dell’Università di Liverpool ha fornito la prima evidenza sperimentale che dimostra che l’evoluzione è guidata maggiormente dalle interazioni tra le specie, piuttosto che dall’adattamento all’ambiente.

La ricerca, pubblicata in questi giorni sulla rivista Nature, si è basata sull’analisi dell’evoluzione del genoma virale del batteriofago Φ2, nel corso di centinaia di infezioni in Pseudomonas fluorescens, che ha mostrato come il tasso di evoluzione del fago sia molto più elevato in condizioni di co-evoluzione con l’ospite batterico, rispetto a condizioni in cui il virus evolva contro un genotipo ospite costante.

Pseudomonas fluorescens

Pseudomonas fluorescens

In condizioni di co-evoluzione, infatti, il batterio evolve una qualche difesa, e il virus risponde evolvendosi a sua volta per aggirare tale difesa e poter così continuare ad infettare: l’evoluzione del fago è molto più veloce e genera più diversità se l’ospite batterico contemporaneamente evolve, e il suo genotipo non rimane costante nel tempo.

Tale co-evoluzione reciproca è alla base della “ipotesi della Regina Rossa” (Red Queen Hypothesis), formulata negli anni ’70 dal biologo evoluzionista americano Leigh Van Halen, che propone appunto che la coevoluzione di specie interagenti (ad esempio il sistema ospite-parassita in questione) porti a evoluzione molecolare, attraverso una continua selezione naturale per adattamento (ad esempio l’adattamento dei batteri all’infezione, con lo sviluppo di difese) e controadattamento (l’aumentato tasso evolutivo dei virus per sconfiggere le aumentate difese dei batteri).

L’ipotesi della Regina Rossa e Lewis Carroll

Tale teoria deve il suo nome ad un passaggio del libro Attraverso lo specchio e quel che Alice vi trovò (seguito di Alice nel paese delle meraviglie), di Lewis Carroll, in cui la Regina Rossa (ricordiamo che il libro gioca tutto sul tema degli scacchi, bianco/rosso, così come il precedente sul tema delle carte) appunto dice – It takes all the running you can do to keep in the same place – traducibile come

Qui, vedi, ci vuole tutta la velocità di cui si dispone se si vuole rimanere in un posto. Se si vuole andare da qualche parte, si deve correre almeno due volte più veloce di così

In termini evoluzionistici equivale a dire che le diverse specie sono impegnate in una costante gara per la sopravvivenza, e devono evolvere in continuazione, in una incessante corsa agli armamenti, per poter mantenere la propria fitness all’interno del sistema che con essa co-evolve, fatto di altre specie pronte alla sopraffazione.

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Categorie:Biologia

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