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La diffusione della Drosophila

Drosophila melanogaster


Come il moscerino della frutta nel colonizzare l'Europa ha seguito lo sviluppo dell'agricoltura e dei cambiamenti ambientali

Fino a 10.000 anni fa, se cercavate il moscerino della frutta Drosophila melanogaster in Europa o in Asia, la vostra ricerca sarebbe stata infruttuosa poiché fino ad allora la specie si trovava solo nell'Africa sub sahariana. Oggi, tuttavia, il moscerino della frutta è comune sia in Africa che al di fuori di essa.

Una nuova ricerca da parte di scienziati all'Università di medicina veterinaria a Vienna, mostra comunque che, sebbene la diffusione verso nord del moscerino della frutta corrisponde con l'aumento dell'agricoltura e i conseguenti cambiamenti ambientali, sono stati in realtà i fattori genetici e non quelli ambientali ad aver scatenato la colonizzazione di Europa e Asia da parte del moscerino della frutta.

Lo studio, pubblicato nella rivista Public Library of Science (PLoS) Genetics, spiega come i primi moscerini della frutta che si sono spostati dall'Africa sub sahariana si sarebbero trovati ad affrontare condizioni molto diverse rispetto a quelle cui erano abituati, in modo particolare le temperature più basse.

Poiché questi moscerini della frutta si sono dovuti adattare al loro nuovo ambiente, migliaia di anni di evoluzione hanno portato a forti differenze tra le popolazioni di moscerino della frutta in Africa ed Europa. Queste differenze riguardano principalmente caratteristiche riguardanti la temperatura, come pigmentazione, dimensioni e resistenza al freddo.

In uno studio precedente svolto da Christian Schlötterer, uno degli autori della ricerca, si suggeriva che una singola proteina genica, conosciuta come indecifrabile (cramped - crm), poteva essere stata coinvolta nell'aiutare i moscerini della frutta ad adattarsi e sopravvivere nei climi più freddi dove ora si trovavano.
Tuttavia, vi erano poche prove a supporto di questa teoria.

Per sfruttare questo lavoro, il team ha esaminato quali geni la proteina crm, che è un fattore di trascrizione, poteva regolare. Essi si sono concentrati su geni noti per essere fattori chiave nello sviluppo delle ali, come il cosiddetto gene cubitus interruptus (ci), di cui si sa che la regolazione dipende dalla temperatura. I risultati hanno mostrato che effettivamente la proteina crm è necessaria affinché il gene sia attivato.

Seguendo questa logica, gli scienziati hanno pensato che se la proteina crm è importante nella risposta alla temperatura, potrebbe essere anche possibile mostrare che varianti (o alleli) della proteina crm trovati in Europa funzionano in modo diverso rispetto alle varianti trovate nei moscerini che risiedono nell'Africa sub sahariana.

Per portare alla luce una qualsiasi di queste possibili differenze nella struttura, essi hanno eliminato gli effetti di altri siti nel genoma del moscerino. In presenza di diverse varianti crm essi hanno esaminato come cambiamenti della temperatura influenzano il modo in cui il gene si esprime, oltre a caratteristiche come la pigmentazione addominale nelle femmine e i pettini sessuali nei maschi, tratti noti per essere influenzati dalla temperatura.

E i risultati hanno mostrato che la congettura del team era corretta: diverse varianti crm erano collegate a differenze significative negli effetti della temperatura su queste caratteristiche.

Poiché si è scoperto che la proteina crm limita processi diversi a temperature differenti, questo suggerisce che cambiamenti nella proteina crm avrebbero potuto essere coinvolti nel contrastare gli effetti di diverse temperature sul moscerino.

Christian Schlötterer spiega le implicazioni di queste scoperte per la nostra comprensione dell'evoluzione: "Noi normalmente immaginiamo che l'evoluzione procede mediante l'acquisizione di nuove funzioni. Ma l'adattamento del moscerino a un ambiente più freddo sembra invece essere stato accompagnato da cambiamenti a un regolatore principale per garantire che funzioni esistenti precedentemente venissero conservate nonostante le mutate circostanze."

Articolo:
Gibert J-M, et al. (2011) Segregating Variation in the Polycomb Group Gene cramped Alters the Effect of Temperature on Multiple Traits. PLoS Genet 7(1): e1001280. DOI:10.1371/journal.pgen.1001280.

Fonte: Cordis (20/05/2011)
Pubblicato in Ecologia e Ambiente
Tag: crm, cramped, Drosophila
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