Genetica, sviluppo e zampe sempre più lunghe

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Come si sono evolute le zampe dei gerboa, roditori simili a piccoli canguri, fino a diventare così lunghe e caratteristiche? Lo rivela un nuovo studio

Li accomuna un antenato quadrupede a cinque dita, ma 50 milioni di anni di evoluzione hanno reso topi e gerboa piuttosto diversi fra di loro. Questi ultimi sono piccoli roditori che vivono soprattutto nei deserti del Nord Africa e dell’Asia, che si muovono solo sulle lunghe zampe posteriori, dotate di tre dita e molto simili a quelle dei canguri, grazie alle quali possono raggiungere i 24 chilometri all’ora e saltare fino a più di un metro e mezzo di distanza.

La grande diversità morfologica fra topi e gerboa ha rappresentato un’eccellente opportunità di studio per un gruppo di ricercatori guidati da Kimberly Cooper, dell’Università della California, San Diego, che ha analizzato nel dettaglio le caratteristiche anatomiche delle 33 specie conosciute di gerboa e le ha confrontate con quelle dei topi a essi più imparentati, come il topo saltatore dei boschi e i topi delle betulle, per poi determinare la complessità genetica che regola sia le proporzioni degli arti, sia le proporzioni delle singole componenti di un arto. Per esempio, ci sono specie di gerboa che hanno zampe posteriori più lunghe di altre ma non per questo dei piedi più lunghi. Questo perché, come hanno scoperto i ricercatori, i processi che nel corso dello sviluppo portano alla formazione delle diverse parti di un arto lavorano in maniera indipendente, così come quelli che hanno portato alla perdita di alcune dita o alla fusione dei metatarsi. La perdita delle dita, per esempio, è avvenuta almeno tre volte nel corso dell’evoluzione di questi roditori grazie a due diversi meccanismi di sviluppo, mentre l’allungamento degli arti inferiori rispetto a quelli superiori non è semplicemente dovuto a diversi meccanismi di crescita.

Allungamento delle zampe posteriori, riduzione della massa muscolare e del numero di dita. Tutte caratteristiche che hanno reso i gerboa sempre più efficienti come corridori, consentendo loro di viaggiare per lunghe distanze e aiutandoli nell’evitare i predatori, in un ambiente povero di risorse e nascondigli come quello del deserto.

La speranza dei ricercatori, il cui lavoro è stato pubblicato su Current Biology, è che la descrizione dei fattori genetici che controllano lo sviluppo delle diverse parti ossee degli arti possa fornire preziose informazioni per il controllo delle asimmetrie nello sviluppo osseo negli uomini. Cooper e colleghi, inoltre, intendono studiare più nel dettaglio i processi che hanno portato alla fusione di alcune ossa nei piedi dei gerboa, attribuiti all’azione combinata di due tipi di cellule: gli osteoclasti, che “consumano” l’osso, e gli osteoblasti, che ne producono di nuovo. Di solito si pensa che questi due tipi cellulari lavorino insieme, ma nei cuccioli di gerboa osteoclasti e osteoblasti si trovano in zone diverse dell’arto in formazione. Il che rende ancora più sorprendente – e affascinante – la complessità del meccanismo di regolazione genetico dell’equilibrio fra le loro diverse attività.


Riferimenti:
Talia Y. Moore et al. Multiple Phylogenetically Distinct Events Shaped the Evolution of Limb Skeletal Morphologies Associated with Bipedalism in the Jerboas. Current Bioloigy, October 2015

Credit: Cooper Lab, UC San Diego