La nascita e lo sviluppo della genomica hanno avuto un grande impatto anche sugli studi evoluzionistici. Il miglioramento dell’efficienza delle tecnologie di sequenziamento ha fatto accrescere, in breve tempo, la quantità delle sequenze di DNA disponibili, appartenenti ai genomi di un numero sempre maggiore di specie. Questa messe di dati può essere utilizzata per la ricostruzione delle relazioni evolutive tra i diversi gruppi di specie esistenti, attraverso i metodi classici della filogenetica. La filogenomica, l’unione della genomica con la filogenetica classica, permette agli studiosi di ricostruire in modo ancora più efficace gli alberi evolutivi e di calcolare con più precisione il tempo in cui collocare i nodi, cioè i punti di biforcazione dei diversi rami, compresi, potenzialmente, quelli più lontani nel tempo. E il ritrovamento e la datazione di nuovi fossili possono fornire una evidenza storica a conferma di quanto calcolato dall’analisi dei genomi. 

Un esempio è dato da una ricerca, pubblicata su Proceedings of the National Academy of Sciences, in cui viene descritto un nuovo fossile, scoperto nella Cina meridionale, della grandezza di poco più di 1 millimetro ma che mostra diverse caratteristiche tipiche delle attuali spugne. L’esame al microscopio elettronico a scansione e la tomografia in luce di sincrotrone del fossile, battezzato Eocyathispongia qiania, mostrano una struttura tubulare cava, con quelli che sembrano essere orifizi di entrata e uscita per l’acqua, e una superficie esterna rivestita da uno strato di cellule piatte simili ai pinacociti delle moderne spugne. 

Diverse analisi filogenomiche hanno collocato l’ultimo antenato comune delle spugne, che costituiscono il phylum dei Poriferi, e degli Eumetazoi (il gruppo a cui appartiene la quasi totalità delle specie animali) nel Precambriano, quindi a prima dell’inizio del Cambriano, circa 540 milioni di anni fa. Tuttavia mancano ancora chiare evidenze paleontologiche che dimostrino, nel Precambriano, una divergenza della linea evolutiva delle spugne da quella degli altri animali. Il fossile di E. qiania è stato datato a 600 milioni di fa. L’età del fossile è, dunque, consistente con le stime filogenomiche e, di conseguenza, potrebbe costituire anche una evidenza della presenza sulla Terra, almeno 60 milioni di anni prima del Cambriano, dell’antenato comune dei Poriferi e degli Eumetazoi, sebbene sia necessario attendere altre conferme paleontologiche.

Come annotano gli autori, il genoma delle spugne è privo di alcuni geni essenziali per lo sviluppo, come i geni Hox, presenti nel genoma degli Eumetazoi. E, tuttavia, le spugne condividono con gli Eumetazoi, dagli animali a simmetria radiale a quelli a simmetria bilaterale come l’uomo, un grande numero di geni. Perciò questo gruppo ancestrale di geni condivisi doveva appartenere anche all’ultimo antenato comune di Poriferi ed Eumetazoi. Dopo la divergenza con le spugne, l’evoluzione del genoma, lungo la linea che ha condotto agli attuali Eumetazoi, deve aver portato all’espansione della numerosa famiglia di geni “architetti”, responsabili dello sviluppo embrionale degli Eumetazoi e delle loro variegate forme e strutture.

 

Riferimento:
Zongjun Yin et al. Sponge grade body fossil with cellular resolution dating 60 Myr before the Cambrian, PNAS, DOI: 10.1073/pnas.1414577112.

Credit image: Zongjun Yin