Quando i mammiferi persero lo smalto

Le leggi dell’evoluzione prevedono che le strutture vestigiali compaiano sia a livello morfologico che molecolare, ma finora pochi studi sono stati in grado di documentare casi di degenerazione morfologica di un carattere fenotipico parallela a quella molecolare dei geni corrispondenti a quel tratto. A colmare in parte questa lacuna ci ha pensato un team di ricercatori dell’Università di California Riverside,

Le leggi dell’evoluzione prevedono che le strutture vestigiali compaiano sia a livello morfologico che molecolare, ma finora pochi studi sono stati in grado di documentare casi di degenerazione morfologica di un carattere fenotipico parallela a quella molecolare dei geni corrispondenti a quel tratto. A colmare in parte questa lacuna ci ha pensato un team di ricercatori dell’Università di California Riverside, studiando la storia evolutiva dello smalto dentario nei mammiferi, con particolare attenzione al gene ENAM, coinvolto nella formazione di questa importante sostanza.

Lo studio, liberamente accessibile su PLoS Genetics, parte dalla riflessione sull’esistenza di numerosi mammiferi privi dello smalto dentario o addirittura dei denti, la cui origine a partire da organismi con denti dotati di smalto è documentata nel patrimonio fossile. Da questa considerazione nasce l’ipotesi che debbano esistere nel genoma di questi organismi tracce genetiche rintracciabili della mancata pressione selettiva sui geni codificanti per lo smalto dentario, in termini di accumulo di mutazioni. Il gruppo di ricerca ha dunque provveduto a studiare separatamente i reperti fossili e la sequenza del gene ENAM, scoprendo che le due storie raccontate da questi diversi approcci sono effettivamente sovrapponibili. Ai principali eventi evolutivi registrati nei fossili, che hanno condotto alla graduale scomparsa dello smalto dentario in varie linee di mammiferi, corrispondono infatti eventi mutazionali, che hanno via via reso il gene inservibile, mutazioni che si sono accumulate nel tempo, a testimonianza del fatto che quel tratto di genoma non era più sottoposto ad una pressione selettiva.

Avvantaggiato dal fatto che lo smalto dentario sia una delle sostanze meglio conservate a livello fossile, questo studio ha il grande merito di aver dimostrato l’efficacia di una nuova strategia utile a comprendere meglio l’evoluzione degli organismi viventi: combinare informazioni provenienti dagli organismi viventi o dal patrimonio fossile con l’analisi filogenetica delle sequenze molecolari e con la stima dell’intensità della selezione sul gene in esame, al fine di produrre delle previsioni sul decadimento molecolare e sulla progressiva perdita di un carattere fenotipico nei reperti.

Silvia Demergazzi


Riferimenti:
Robert W. Meredith, John Gatesy, William J. Murphy, Oliver A. Ryder, Mark S. Springer, Molecular Decay of the Tooth Gene Enamelin (ENAM) Mirrors the Loss of Enamel in the Fossil Record of Placental Mammals, PLoS Genetics