A ciascun frutto la propria forma: progetto o caso?
La forma dei frutti delle piante di interesse alimentare ci permette di distinguere non solo le diverse specie, ma anche le varietà. Se si pensa al pomodoro, ad esempio, la sua forma è un parametro utile per distinguerne numerose varietà.Già dal alcuni anni è noto che nel pomodoro (Solanum lycopersicum) il gene sun è il principale fattore implicato nel determinare la […]
La forma dei frutti delle piante di interesse alimentare ci permette di distinguere non solo le diverse specie, ma anche le varietà. Se si pensa al pomodoro, ad esempio, la sua forma è un parametro utile per distinguerne numerose varietà.
Già dal alcuni anni è noto che nel pomodoro (Solanum lycopersicum) il gene sun è il principale fattore implicato nel determinare la lunghezza del frutto e quindi la sua forma. L’ultimo fascicolo della rivista Science contiene un articolo di Han Xiao, Ning Jiang, Erin Schaffner, Eric J. Stockinger e Esther van der Knaap, in cui gli autori hanno identificato in pomodori di forma particolarmente allungata una seconda copia di questo gene. Questa seconda copia di sun è espressa a livelli maggiori rispetto alla prima e quindi determina una maggiore crescita del pomodoro in lunghezza. L’aspetto interessante è che questa variazione di espressione non è frutto di un progetto, ma del più assoluto caso, poiché la neo-copia di sun deriva da una duplicazione genica dovuta al trasposone Rider. La copia duplicata di sun, venendosi a trovare in un contesto genomico diverso rispetto a quello del gene originale, ha iniziato ad esprimersi a livelli diversi (ed in particolare a livelli più alti) influenzando la forma del frutto.
Come segnalato in una recente news di Pikaia ci troviamo di fronte a fenomeni di riutilizzo di trasposoni per svolgere funzioni utili. In un recente articolo, apparso sul Journal of Biology, Kathleen H. Burns e JefD Boeke parlavano di “neofunctionalized transposons” per indicare questi elementi che venivano ad acquisire una funzione nuova. Alcuni autori si riferiscono a questa modalità di evoluzione del genoma usando il termine “bricolage molecolare” (facendo riferimento al celebre Evoluzione e bricolage di Francois Jacob), mentre altri autori preferiscono definirlo exattamento, riprendendo il concetto di exaptation proposto da Stephen J. Gould per indicare che un carattere formatosi per una determinata funzione può essere “reclutato” per svolgerne una diversa ed indipendente. Questo concetto, proposto nel 1982 da Gould e Vrba, suggerisce che alcune innovazioni apparse durante il corso dell’evoluzione non siano state il frutto di un processo di selezione verso quella specifica funzione, quanto il riutilizzo a fini diversi di una struttura già esistente.
In questo caso la neo-copia di sun non è il frutto di un processo di selezione che ha operato per portare ad un incremento della lunghezza del pomodoro, ma frutto di un evento totalmente casuale che ha portato alla comparsa de novo di un gene con un livello di espressione diverso. Questo esempio ci ricorda quindi come l’evoluzione si basi su eventi unici, imprevedibili e spesso irripetibili. Come suggerì a tale proposito Stephen Jay Gould: “Se potessimo riavvolgere il film della vita e riproiettarlo, difficilmente alla fine della rappresentazione vedremmo comparire di nuovo Homo sapiens sapiens o una specie auto-cosciente che gli somiglia”.
Mia nonna era solita riprendere mio nonno perchè riguardava continuamente gli stessi film in televisione e lui pacatamente rispondeva che voleva vedere se anche questa volta il finale era lo stesso. Quanto gli sarebbe piaciuto il film dell’evoluzione!!!
Mauro Mandrioli
Xiao H., Jiang N., Schaffner E., Stockinger E.J., van der Knaap E. (2008) A retrotransposon-mediated gene duplication underlies morphological variation of tomato fruit. Science 319: 1527 – 1530
Fonte immagine: UBC Botanical Gardern
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.
