La selezione naturale è solitamente intesa nel contesto del cambiamento. Quando gli organismi si discostano dalla norma, possono ottenere vantaggi che consentono ai loro lignaggi di sopravvivere a quelli dei loro parenti meno adattabili.
Ma una nuova ricerca della Michigan State University suggerisce che la selezione naturale ha anche il potere di mantenere le cose uguali.
“Parliamo sempre della grande diversità della vita e dovremmo farlo. È incredibile. La selezione naturale ci ha dato molta di quella diversità, probabilmente la maggior parte di essa”, ha affermato Jeff Conner, professore presso il College of Natural Science e il WK Kellogg. Stazione biologica o KBS. “Ma la selezione naturale può anche causare somiglianze.”
Conner è anche membro di facoltà del Dipartimento di Biologia Vegetale e del programma Ecologia, Evoluzione e Comportamento, o EEB, della MSU. Inoltre, è presidente eletto dell’American Society of Naturalists.
Conner e il suo team hanno pubblicato un nuovo rapporto sulla rivista Nuovo fitologo che amplia la comprensione scientifica della selezione naturale a fronte di un altro meccanismo evolutivo chiamato vincolo genetico.
L’idea alla base del vincolo è che, man mano che le specie si evolvono, possono perdere flessibilità genetica in determinate aree. Ciò spinge i tratti specifici a stabilizzarsi e a persistere attraverso le generazioni.
In parole povere, quindi, si è tentati di pensare alla selezione naturale come all’acceleratore dell’evoluzione, che guida tratti diversi o divergenti e vincoli come freni, mantenendo o conservando le somiglianze.
“Il nostro lavoro capovolge un po’ la sceneggiatura”, ha detto Conner. “Stiamo suggerendo che la selezione può anche rallentare le cose, che può causare somiglianze così come differenze.”
Durante il processo di revisione tra pari, il lavoro è stato descritto come un progetto affascinante che ha sfidato ipotesi di vecchia data.
Selezione e vincolo del sondaggio
Questo nuovo articolo si basa su un altro rapporto del gruppo di Conner dell’inizio di quest’anno, guidato dallo studente laureato Robin Waterman. Quel lavoro è stato pubblicato sulla rivista Evoluzione e per primo ha accennato al fatto che la selezione potrebbe essere responsabile della conservazione dei tratti.
Ma i ricercatori dovevano ancora escludere i contributi derivanti dai vincoli, cosa che hanno fatto nel Nuovo fitologo rapporto.
In entrambi gli studi, i ricercatori si sono basati sul ravanello selvatico come organismo modello, ma la pianta è anche un’erbaccia altamente dannosa in agricoltura, soprattutto nei campi di grano in Australia e nel sud-est degli Stati Uniti.
In entrambe le pubblicazioni, i ricercatori hanno studiato una caratteristica distintiva del ravanello selvatico, ovvero la lunghezza dei suoi stami, o parti che producono polline. Due dei suoi sei stami sono corti e quattro lunghi.
Questo tratto o caratteristica è ampiamente condiviso anche tra i quasi 4.000 parenti del ravanello selvatico nella famiglia della senape. Ciò include Arabidopsis thaliana, un altro importante organismo modello; senape all’aglio, una specie invasiva negli Stati Uniti; e molte colture come cavoli, cavolfiori e cavoletti di Bruxelles.
Pertanto, sebbene in questi due rapporti i ricercatori si siano concentrati sulla biologia fondamentale, il loro lavoro potrebbe anche ispirare studi futuri a beneficio di scienziati e agricoltori di tutto il mondo.
Per valutare l’influenza della selezione e della costrizione sul tratto distintivo dello stame di questa famiglia, il team si è rivolto a quella che viene chiamata selezione artificiale. Cioè, hanno allevato selettivamente ravanelli selvatici i cui stami erano più vicini alla stessa lunghezza per cercare di cambiare quella caratteristica.
“Forse il metodo migliore per testare i vincoli a breve termine è la selezione artificiale perché se un tratto risponde alla selezione artificiale, chiaramente può evolversi”, ha scritto il team. “Ma se il tratto non risponde, c’è un vincolo causato dalla mancanza di variazione genetica.”
Non solo il tratto ha risposto, ma lo ha fatto molto rapidamente. Il team ha ridotto la differenza nella lunghezza degli stami di oltre il 30% durante i suoi esperimenti.
“Questa famiglia di piante ha mantenuto questo tratto quattro lungo e due corto per oltre 50 milioni di anni e possiamo eliminare un terzo della differenza in cinque generazioni, ovvero cinque anni”, ha detto Conner. “La mia ipotesi è che se continuassimo così, torneremmo a sei stami di uguale lunghezza.”
Gli antenati di questa famiglia avevano stami di uguale lunghezza e alcune specie all’interno della famiglia sono tornate alla stessa lunghezza nel tempo intercorso. Ma il ravanello selvatico e la maggior parte dei suoi parenti hanno evoluto – e mantenuto – il motivo quattro lunghi e due corti, probabilmente grazie alla selezione naturale.
I ricercatori ritengono che lo stame di diversa lunghezza dia alla specie un vantaggio per quanto riguarda il modo in cui gli impollinatori interagiscono con la pianta, ma non sono sicuri di quale sia esattamente questo vantaggio. Lavorando con studenti universitari e insegnanti delle scuole primarie e secondarie attraverso il loro laboratorio alla KBS, Waterman e Conner hanno progettato esperimenti per esaminare questo aspetto.
Quindi il ravanello selvatico nasconde ancora alcuni misteri, ma fornisce un potente promemoria del potere della selezione naturale.
“La selezione naturale è molto importante”, ha detto Conner. “Molte cose che la gente pensava che la selezione non potesse fare, stiamo imparando che la selezione può fare.”
Questo lavoro è stato sostenuto dalla National Science Foundation. Il gruppo di ricerca comprendeva anche membri della Washington State University, della Lanzhou University in Cina, del Napa County Resource Conservation District, della Shippensburg University, della Auburn University di Montgomery e del Reed College.
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
