SCOPRENDO I GENOMI DELLE ALGHE VERDI STELLARI, UN TEAM DI SCIENZIATI HA SPIEGATO IL NESSO TRA LE PIANTE TERRESTRI E I LORO ANTENATI MARINI, COSÌ DA COMPRENDERE MEGLIO L’EVOLUZIONE DEI VEGETALI
Alla scoperta delle alghe stellari: un’esplorazione genomica
Le “alghe verdi stellari” sono affascinanti organismi marini, caratterizzati dalle loro forme filamentose e dalla stretta parentela con le piante terrestri. Quanto alla denominazione, deriva proprio dalla caratteristica forma a stella dei loro cloroplasti (organulo all’interno di questi organuli si svolge il processo della fotosintesi clorofilliana).
Come si riproducono le alghe verdi stellari
La riproduzione delle alghe verdi stellari avviene principalmente attraverso la coniugazione, un processo in cui due filamenti diversi o punti diversi dello stesso filamento si avvicinano e formano un ponte citoplasmatico di connessione. Questo permette ai nuclei delle due cellule in contatto di fondersi e formare uno zigote, dando origine a nuovi individui.
Ma veniamo alla scoperta.
Il ruolo delle alghe stellari
Le alghe verdi svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi acquatici. Contribuiscono alla produzione di ossigeno e all’equilibrio dell’intera catena alimentare marina. Ebbene, un team composto da cinquanta ricercatori, provenienti da nove Paesi, ha analizzato i genomi di quattro complessi esemplari di alghe stellari del genere Zygnema: due provenienti da una collezione negli Stati Uniti e due custoditi nella prestigiosa Algal Culture Collection dell’Università di Göttingen, (SAG) in Germania. Lo studio, pubblicato su Nature Genetics, è servito a comprendere, non solo la loro biologia e evoluzione, ma anche l’origine delle piante terrestri. Come si è svolta lo ricerca?
Una tecnica all’avanguardia
Gli scienziati hanno impiegato una vasta gamma di tecniche di sequenziamento all’avanguardia per ottenere informazioni complete del DNA di queste alghe.
L’analisi comparata del genoma, confrontato con quelli di altre piante e alghe, ha rivelato specifiche sovrabbondanze di geni coinvolti nella segnalazione e nella risposta ambientale.
Il dottor Iker Irisarri, del Leibniz Institute for the Analysis of Biodiversity Change di Berlino (Germania), spiega: «molti di questi geni sottendono funzioni molecolari cruciali per l’emergere delle prime piante terrestri multicellulari. È affascinante vedere come i mattoni genetici, le cui origini risalgono a milioni di anni prima delle piante terrestri, si siano duplicati e diversificati negli antenati delle piante e delle alghe, permettendo così l’evoluzione di macchinari molecolari più specializzati».
Complesse interconnessioni
Il professor Jan de Vries, sempre dell’Università di Göttingen, precisa che oltre a fornire una preziosa risorsa per la comunità scientifica vegetale, le loro analisi hanno rivelato complesse interconnessioni tra le risposte ambientali delle piante.
«Non solo presentiamo una risorsa preziosa e di alta qualità per l’intera comunità scientifica vegetale, che ora può esplorare questi dati sul genoma, le nostre analisi hanno scoperto intricate connessioni tra le risposte ambientali. Questo fa luce su una delle caratteristiche più importanti delle piante terrestri: la loro capacità di regolare la loro crescita e sviluppo in modo che si allinei con l’ambiente in cui abitano, un processo noto come plasticità dello sviluppo».
Cerchiamo di capire meglio cosa significa il concetto.
La “plasticità dello sviluppo”
La plasticità dello sviluppo si riferisce alla capacità delle piante di modificare la loro morfologia, fisiologia e comportamento in risposta a segnali ambientali variabili. Questa proprietà consente alle piante di sopravvivere e prosperare in ambienti diversi e mutevoli, adattandosi alle condizioni del suolo, al clima e ad altri fattori ambientali. Ad esempio, una pianta può regolare la lunghezza e l’angolazione dei suoi steli per ottimizzare l’assorbimento della luce solare, o modificare la sua struttura radicale per ottenere acqua e nutrienti da suoli diversi. La plasticità dello sviluppo è quindi fondamentale per la capacità delle piante di colonizzare nuovi habitat e di sopravvivere in un ambiente in continuo cambiamento.
In definitiva, questa ricerca non solo fornisce una risorsa preziosa per la comunità scientifica, ma invita anche a riflettere sulla profondità delle interconnessioni tra tutti gli organismi viventi e il loro ambiente. Le alghe verdi stellari, con il loro antico patrimonio genetico, ci ricordano che l’evoluzione è un processo continuo di adattamento e innovazione, un viaggio che dalla vastità degli oceani ha portato alla rigogliosa diversità della vita terrestre.
