[27/08/2010] News
La risposta evolutiva della zanzara americana ai rapidi cambiamenti climatici e le nuove tecniche del Dna
LIVORNO. Gli scienziati dell'università dell'Oregon hanno determinato la struttura genetica fine-scale del primo animale a mostrare una risposta evolutiva a cambiamenti climatici rapidi. Per realizzare la scoperta i ricercatori statunitensi hanno utilizzato una tecnica di sequenziamento "high-throughput" chiamata Restriction-site associated dna (Rad).
I risultati sono stati pubblicati su Proceedings of the national academy of sciences (Pnas) e riguardano la zanzara Wyeomyia smithii che vive nelle piante "brocca".
Gli scienziato della Oregon università spiegano che «L'utilizzo del Rad è un modo semplice ed efficace per fare sezioni di codici a barre di materiale genomico, così come gli articoli della spesa sono codificati al supermercato locale».
Sam Scheiner, direttore del programma per la Division of environmental biology della National science foundation Usa (Nsf)' sottolinea che «Questo progetto dimostra la potenza delle tecnologie genomiche, che possono fornire nuove conoscenze sulla vasta gamma di specie della Terra». E William Bradshaw, uno dei co-autori dell'articolo pubblicato su Pnas, dice che «Anche se questa piccola zanzara è diventata il manifesto della risposta genetica ai cambiamenti climatici la sua evoluzione durante l'invasione di postglaciale del Nord America resta ancora una questione da risolvere».
Utilizzando il Rad-Tag approach, gli scienziati hanno dimostrato che le popolazioni post-glaciali di Wyeomyia smithii hanno originarie di una piccola area dei monti Appalachi meridionali, installatasi dopo la regressione del Laurentide Ice Sheet, all'incirca tra i 22.000 e i 19.000 anni fa.
I biologi hanno scoperto che l'espansione di areale di queste piccole zanzare nei territori prima ricoperti di ghiaccio è roceduto in sequenza, in un'ondata ordinata, piuttosto che con un "hit-or-miss hopscotch process. Attraverso queste informazioni dettagliate i ricercatori dell'università statunitense sono in grado «Di determinare il meccanismo genetico alla base della rapida risposta di fotoperiodo ai cambiamenti climatici, responsabile per la temporizzazione corretta di letargo, migrazione, sviluppo e riproduzione negli organismi temperati. La conoscenza fungerà da modello per la ricerca in zanzare che si nutrono di sangue, vettori di dengue, encefalite e malaria».
La zanzara Wyeomyia smithii vive dentro le pareti piene d'acqua della Sarracenia purpurea, che gli americani chiamano purple pitcher plant o side-saddle flower, che ha il suo areale di distribuzione tra la costa orientale Usa, i Grandi Laghi e il sud-est del Canada. La Sarracenia purpurea è la più comune e diffusa pianta "brocca" carnivora ed è l'unico specie del genere che occupa aree in climi freddo-temperati. Dove si trova la Sarracenia purpurea c'é anche la zanzara Wyeomyia smithii
Lo studio spiega che «Già prima del tempo di Darwin, i biologi cercavano i legami tra i gruppi apparentemente correlati si piante e animali con un occhio rivolto alla comprensione del mondo che ci circonda. La parentela è stata descritta in primo luogo come la somiglianza delle caratteristiche morfologiche: ampi raggruppamenti di organismi sono stati classificati in ordini , famiglie e generi , tanto come si descrive la somiglianza con la propria famiglia allargata. Le prime classificazione degli organismi divennero più raffinate come lo sviluppo, delle osservazioni fisiologiche e comportamentali che sono stati inserite in queste categorie generali. Con la scoperta delle relazioni basate sui geni, la ricerca di una comprensione sempre più dettagliata dei modelli genetici è diventato una forza trainante per tutte le discipline biologiche. Le nuove tecnologie annunciato nuovi progressi.
Uno degli autori dello studio, William Cresko, è convinto che «Ora siamo arrivati in un'era in cui i gruppi geneticamente simili possono essere raggruppati in modo rapido ed a costi molto bassi per effetto di un numero quasi infinito di applicazioni. I ricercatori possono descrivere con precisione variazione genome-wide per far luce sull'evoluzione a livello di popolazione, per prevedere modelli di invasione di specie durante il rapido cambiamento climatico, e per correlare le malattie gene-based con le popolazioni umane sensibili a livello locale o mondiale. Il protocollo Rad-Tag ha aumentato di 100 volte rispetto ai precedenti approcci molecolari la risoluzione della parentela genetica tra le popolazioni Insieme con la capacità di illustrare i modelli fine-scale di specie delle quali prima avevamo poche o nessuna risorsa genomica, questa tecnica avrà applicazioni nei campi dell'ecologia e dell'evoluzione del comportamento umano e della medicina».