Le regole dell’evoluzione
Nessun vivente (neppure se geneticamente manipolato) può sottrarsi alle regole dell’evoluzione.
Recentemente ho parlato di OGM con Francesca Petrera di OggiScienza analizzando i dati riportati in un articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature Biotechnology. L’articolo del gruppo di ricerca di Tabashnik analizza i casi di resistenza da parte di insetti a piante geneticamente manipolate nel corso degli ultimi 20 anni, ovvero dall’introduzione in campo degli OGM.
Uno degli aspetti a mio avviso più significativi dei dati pubblicati riguarda quello che accade agli OGM in campo. Infatti, sebbene gli OGM siano delle vere e proprie novità biologiche (poiché mettono assieme geni che naturalmente non si sarebbero mai trovati all’interno di uno stesso genoma), una volta coltivati in campo devono necessariamente adeguarsi non più alle regole dei genetisti, ma a quelle dell’evoluzione. Questo aspetto è rilevante non solo da un punto di vista culturale, ma anche pratico perché avere una piena conoscenza delle regole dell’evoluzione è un fattore essenziale per pianificare adeguatamente l’introduzione di piante OGM nell’ambiente.
Uno degli aspetti a mio avviso più significativi dei dati pubblicati riguarda quello che accade agli OGM in campo. Infatti, sebbene gli OGM siano delle vere e proprie novità biologiche (poiché mettono assieme geni che naturalmente non si sarebbero mai trovati all’interno di uno stesso genoma), una volta coltivati in campo devono necessariamente adeguarsi non più alle regole dei genetisti, ma a quelle dell’evoluzione. Questo aspetto è rilevante non solo da un punto di vista culturale, ma anche pratico perché avere una piena conoscenza delle regole dell’evoluzione è un fattore essenziale per pianificare adeguatamente l’introduzione di piante OGM nell’ambiente.
Nel caso specifico, l’evoluzione ci insegna che tutte le volte che viene introdotto un agente di selezione contro una data specie, essa reagirà cercando di evolvere forme di resistenza. L’introduzione di piante che producono tossine Bt non può quindi che comportare la comparsa di insetti resistenti a tali tossine. Conoscendo però la biologia evoluzionistica possiamo cercare di gestire i fenomeni di resistenza ritardandoli. Negli Stati Uniti, ad esempio, hanno pianificato la strategia “high dose/refuge” per cui una pianta OGM deve produrre alti livelli di tossina (o di diverse tossine) Bt in modo che solo gli omozigoti per l’allele in grado di conferire la resistenza possano sopravvivere. In questo caso quindi tutti gli insetti il cui genoma ospita una sola copia del gene per le resistenza alla tossina sono uccisi. In parallelo, accanto ai campi coltivati con una pianta Bt deve essere presente un’area, con una adeguata superficie, coltivata con una varietà convenzionale della stessa specie (area di rifugio).
All’interno dell’area di rifugio non vi è una pressione di selezione ad essere resistenti per cui possono sopravvivere sia gli insetti sensibili alla tossina che quelli parzialmente resistenti e siccome le aree di rifugio sono in prossimità dei campi coltivati con la varietà Bt si possono realizzare incroci tra le popolazioni che vivono nelle aree rifugio e quelle che vivono sulle piante OGM andando quindi a aumentare il numero di eterozigoti per la resistenza rispetto agli omozigoti.
Questa strategia, pianificata sulla base della teoria dell’evoluzione, ha dato buoni risultati in campo tanto che a dispetto di quasi 200 milioni di ettari coltivati con OGM poche (anzi pochissime!) sono ad oggi le specie di insetti resistenti. Un aspetto interessante è che in nazioni in cui questo piano d’azione non è stato rispettato in modo adeguato, la resistenza è comparsa in modo più celere.
La comparsa di insetti resistenti a piante geneticamente manipolate per produrre la tossina di Bt non è quindi la prova del fallimento degli OGM, dato che questa possibilità era stata ben considerata, ma la dimostrazione che conoscendo le regole dell’evoluzione possiamo cercare, se non di impedire la comparsa della resistenza, almeno di ritardarne la diffusione su ampie aree del nostro pianeta. La gestione della resistenza alle piante Bt è quindi un ottimo esempio di applicazione pratica della biologia evoluzionistica, come infatti ben riassunto dal gruppo di Tabashnik in una review pubblicata nel 2010 sulla rivista scientifica Evolutionary Applications.
Biologo e genetista all’Università di Modena e Reggio Emilia, dove studia le basi molecolari dell’evoluzione biologica con particolare riferimento alla citogenetica e alla simbiosi. Insegna genetica generale, molecolare e microbica nei corsi di laurea in biologia e biotecnologie. Ha pubblicato più di centosessanta articoli su riviste nazionali internazionali e tenuto numerose conferenze nelle scuole. Nel 2020 ha pubblicato per Zanichelli il libro Nove miliardi a tavola- Droni, big data e genomica per l’agricoltura 4.0. Coordina il progetto More Books dedicato alla pubblicazione di articoli e libri relativi alla teoria dell’evoluzione tra fine Ottocento e inizio Novecento in Italia.
