Come sono apparse le dita nel corso dell’evoluzione?
La questione dell’origine delle dita è stata a lungo dibattuta nel campo della biologia evolutiva. Sebbene sia noto che derivano da programmi genetici già presenti nei pesci, la loro origine precisa è rimasta incerta. Un team internazionale guidato dall’Università di Ginevra, in collaborazione con l’EPFL, il Collège de France e le università di Harvard e Chicago, ha fornito una risposta sorprendente: le dita deriverebbero dalla riutilizzazione di una regione antica del genoma, inizialmente attiva nella formazione del cloaca dei pesci, piuttosto che nelle loro pinne.
Una strategia evolutiva di riciclo
Pubblicata su Nature, questa scoperta rivela una strategia evolutiva fondamentale: riciclare l’esistente piuttosto che costruire qualcosa di nuovo. Circa 380 milioni di anni fa, i nostri antenati pesci iniziarono a colonizzare la terraferma, evolvendosi in numerose specie di vertebrati dotati di polmoni efficienti per filtrare l’ossigeno, ma anche di piedi e mani. Comprendere come queste strutture siano apparse è una delle domande scientifiche più antiche e dibattute. Sono derivate dalle pinne, omologhe delle nostre braccia e gambe, o si tratta di strutture completamente nuove?
Un cambio di prospettiva
Per rispondere a questa domanda, il team di ricerca non si è limitato a studiare i geni coinvolti nello sviluppo delle dita, ma ha anche esplorato le vaste regioni non codificanti del genoma che controllano la loro espressione e attivazione. Queste regioni, chiamate paesaggi regolatori, sono immensamente più grandi delle regioni codificanti, che compongono solo il 2% del genoma, e agiscono come vere e proprie “torri di controllo” dell’espressione genica.
Confrontando il genoma del topo e del pesce, i ricercatori hanno identificato un paesaggio regolatore conservato tra le due specie e coinvolto nello sviluppo degli arti del topo. Utilizzando la tecnologia CRISPR/Cas9 per rimuovere questa vasta regione di DNA nel pesce, l’équipe ha osservato la perdita di espressione dei geni nel cloaca, ma non nelle pinne.
Un risultato sorprendente
Questo risultato suggerisce che il cloaca – un organo dove i sistemi intestinale, escretore e riproduttivo si incontrano – è stato riutilizzato nei vertebrati terrestri per sviluppare le dita. Il punto comune tra il cloaca e le dita è che rappresentano parti terminali. La natura, piuttosto che costruire un nuovo sistema regolatore per le dita, ha adattato un dispositivo esistente.
Considerazioni finali
Questa scoperta non solo getta nuova luce sull’evoluzione delle dita, ma evidenzia anche l’ingegnosità della natura nel riutilizzare strutture esistenti per nuovi scopi. È affascinante vedere come un organo come il cloaca, apparentemente non correlato, possa aver giocato un ruolo cruciale nello sviluppo delle dita. Questo tipo di ricerca ci ricorda quanto ancora ci sia da scoprire sull’evoluzione e su come le specie si siano adattate nel tempo. La scienza continua a sorprenderci, e ogni nuova scoperta ci avvicina un po’ di più alla comprensione della complessità della vita sulla Terra.
Fonte: Techno Science
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