Le piante terrestri ricoprono la superficie del nostro pianeta e spesso torreggiano su di noi. Formano corpi complessi con più organi costituiti da un’ampia gamma di tipi cellulari. Lo sviluppo di questa complessità morfologica è sostenuto da intricate reti di geni, la cui azione coordinata modella i corpi vegetali attraverso vari meccanismi molecolari. Tutte queste magnifiche forme emersero da un evento evolutivo unico: quando le piante conquistarono la superficie terrestre, fenomeno noto come terrestrializzazione delle piante.
Tra le alghe più strettamente legate alle piante terrestri si trovano diversi tipi di corpo, dalle alghe unicellulari ai filamenti cellulari più complessi. Da questo gruppo di parenti, un gruppo internazionale di ricercatori guidati dalle Università di Göttingen e Nebraska-Lincoln ha ora generato i primi dati sul genoma di campioni così complessi, su quattro “alghe stellari” filamentose del genere Zignema. I loro risultati sono stati pubblicati in Genetica della natura.
I ricercatori hanno lavorato con quattro ceppi di alghe in totale, due provenienti da una collezione di colture negli Stati Uniti e due che sono stati tenuti al sicuro nella Collezione di colture algali dell’Università di Göttingen (SAG). La ricerca ha coinvolto più di 50 scienziati provenienti da nove paesi che hanno combinato una serie di tecniche di sequenziamento all’avanguardia per chiarire l’intera sequenza del DNA di queste alghe. I metodi avanzati hanno permesso loro di generare genomi completi per questi organismi a livello di interi cromosomi, cosa che non era mai stata fatta prima su questo gruppo di alghe. Il confronto dei geni sui genomi con quelli di altre piante e alghe ha portato alla scoperta di specifiche sovrabbondanza di geni di segnalazione e fattori di risposta ambientale. Il dottor Iker Irisarri, dell’Istituto Leibniz per l’analisi dei cambiamenti della biodiversità, spiega: “Molti di questi geni sono alla base di funzioni molecolari che furono importanti per l’emergere delle prime piante terrestri multicellulari. È affascinante che gli elementi costitutivi genetici, le cui origini sono antecedenti alle piante terrestri da milioni di anni, duplicato e diversificato negli antenati delle piante e delle alghe e, così facendo, ha consentito l’evoluzione di macchinari molecolari più specializzati.”
Il professor Jan de Vries, Università di Göttingen, afferma: “Non solo presentiamo una risorsa preziosa e di alta qualità per l’intera comunità scientifica vegetale, che ora può esplorare questi dati sul genoma, ma le nostre analisi hanno scoperto connessioni complesse tra le risposte ambientali. Questo getta luce luce su una delle caratteristiche più importanti delle piante terrestri: la loro capacità di regolare la crescita e lo sviluppo in modo da allinearsi con l’ambiente in cui vivono – un processo noto come plasticità evolutiva.”
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