Genetica

Il vantaggio genetico consente ad alcuni pesci marini di colonizzare gli habitat di acqua dolce

In che modo alcuni pesci marini riuscirono a farsi strada dal mare salato alle nuove nicchie di acqua dolce dopo l'ultima glaciazione e alla fine si differenziarono dai loro fratelli marini? Secondo un gruppo di scienziati della Research Organization of Information and Systems (ROIS) in Giappone, furono la genetica e la dieta ad innescare le dinamiche di questa colonizzazione. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science. (1)

Il professor Jun Kitano, (2) autore dello studio presso il laboratorio ecologico dell'Istituto nazionale di genetica, parte di ROIS, ha affermato: “Uno dei limiti sottovalutati per la colonizzazione delle acque dolci da parte degli animali marini è la scarsa qualità nutrizionale del cibo negli ecosistemi d'acqua dolce. Generalmente, la catena alimentare negli ambienti marini è ricca di acido grasso omega-3 DHA, essenziale per lo sviluppo e la salute degli animali, ma gli ecosistemi di acqua dolce contengono pochissimo DHA.”

Il dottor Jun Kitano, in collaborazione con l'autore principale Asano Ishikawa e il suo team, ha paragonato i genomi dello spinarello d'acqua dolce con quelli dello spinarello marino, un piccolo pesce con tre spine sul dorso.

Gli scienziati hanno scoperto che lo spinarello (Three-Spined Stickleback) d'acqua dolce (3) ha più copie di un gene chiamato Fads2, che aiuta a sintetizzare il DHA. (4) Con più copie del gene, il pesce può sintetizzare più DHA rispetto ai loro cugini marini che hanno un'abbondanza di DHA disponibile nella loro dieta.

Una nuova ricerca esplora le firme genetiche di una coppia di lupi isolati su Isle Royale, nel remote national park del Lake Superior.

La coppia in questione è padre-figlia e condivide la stessa madre. Un simile incrocio di consanguineità porta a disfunzioni genetiche, che probabilmente sono il principale fattore alla base di anomalie riscontrate in alcuni esemplari negli ultimi dieci anni.

Durante i periodi autunnali e invernali, sono stati reintrodotti sull'isola 13 nuovi lupi. Mentre l'Isle Royale (1) e i suoi lupi sono un esempio estremo, la genetica delle popolazioni ha guidato le dinamiche di conservazione per decenni. Una migliore comprensione della composizione genetica dei lupi dell'Isle Royale fornirà informazioni su come la reintroduzione del lupo avrà un impatto sulla popolazione dell'isola e, più in generale, aiuterà gli ambientalisti ad affrontare le sfide con habitat e pool genetici sempre più frammentati in tutto il mondo.

L'articolo pubblicato da Science Advances, (2) affronta il problema della depressione da consanguineità all'interno della popolazione del lupo delle Isle Royale causata dall'omosessualità. Ovvero, quando i geni portano ceppi identici di codice genetico sono più propensi a causare tratti recessivi o non comuni. L'inincrocio può portare a mutazioni recessive deleterie che causano deformità spinali e altri problemi di salute, il che rende ancora più difficile l'esistenza, già di per sé dura, di un lupo.

Le marmotte alpine sono riuscite a sopravvivere per migliaia di anni nonostante la loro bassa diversità genetica.

Quali effetti ha il cambiamento climatico sulla diversità genetica degli organismi viventi? In uno studio condotto da Charité - Universitätsmedizin Berlin, un team internazionale di ricercatori ha analizzato il genoma della marmotta alpina, un superstite dell'era glaciale che ora vive in gran numero nelle zone alpine situate ad alta quota.

I risultati sono stati inaspettati: La marmotta alpina ha perso la sua diversità genetica durante gli eventi climatici legati all'era glaciale e da allora non è stata in grado di recuperarla. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista Current Biology. (1)

Siccome la bassa diversità genetica della marmotta alpina non può essere spiegata dalle sue abitudini di vita, i ricercatori hanno usato l'analisi computerizzata per ricostruire il passato genetico della marmotta. Dopo aver combinato i risultati di analisi genetiche complete con i dati provenienti dalla documentazione di reperti fossili, i ricercatori sono giunti alla conclusione che la marmotta alpina ha perso la sua diversità genetica a causa di molteplici adattamenti climatici durante l'ultima era glaciale.

Uno di questi adattamenti si è verificato durante la colonizzazione animale della steppa del Pleistocene (2) all'inizio dell'ultima era glaciale (tra 110.000 e 115.000 anni fa). Un secondo adattamento accadde quando la steppa del Pleistocene scomparve di nuovo verso la fine dell'era glaciale (tra 10.000 e 15.000 anni fa). Da allora, le marmotte hanno popolato le praterie d'alta quota delle Alpi, dove le temperature sono simili a quelle dell'habitat della steppa del Pleistocene.