Quante vertebre hai?
L’asse del corpo di tutti i vertebrati è suddiviso in segmenti ripetuti che possono essere esemplificati dalle vertebre, il cui numero deriva, a livello embrionale, dal numero dei somiti ed è geneticamente determinato. Questo significa che tutti gli individui di una stessa specie hanno eguale numero di somiti e di vertebre, mentre il loro numero può variare tra specie diverse.Tutti i […]
L’asse del corpo di tutti i vertebrati è suddiviso in segmenti ripetuti che possono essere esemplificati dalle vertebre, il cui numero deriva, a livello embrionale, dal numero dei somiti ed è geneticamente determinato. Questo significa che tutti gli individui di una stessa specie hanno eguale numero di somiti e di vertebre, mentre il loro numero può variare tra specie diverse.
Tutti i vertebrati condividono la maggior parte dei geni chiave nello sviluppo, come possono quindi essersi originate le diverse forme che i vertebrati hanno? In molti casi, si è osservato che la chiave di queste differenze non è nelle sequenze dei geni implicati nello sviluppo, ma nel controllo della loro espressione, ad indicare che geni simili ma utilizzati in modo diverso possono portare alla formazione di corpi di forma diversa.
Come sono regolati questi processi nei serpenti? Da questa domanda è partito il lavoro del gruppo di Céline Gomez e colleghi dal titolo “Control of segment number in vertebrate embryos” e pubblicato sull’ultimo fascicolo della rivista Nature il cui scopo è stato capire quali meccanismi fossero alla base dell’allungamento del corpo di questi incredibili vertebrati.
In particolare, Gomez e colleghi hanno mostrato che nei serpenti i geni che presiedono alla formazione dei somiti (somitogenesi) sono gli stessi che regolano questo processo in altri vertebrati, tuttavia nei serpenti l’orologio molecolare che controlla la somitogenesi funziona più velocemente rispetto a quanto non proceda lo sviluppo del resto dell’organismo, portando ad un incremento del numero di somiti.
Nei serpenti quindi, a differenza di quanto avviene negli altri amnioti, la somitogenesi procederebbe molto velocemente portando all’accumulo di numerosi piccoli somiti e ad un conseguente allungamento del corpo. Questo è un ottimo esempio di eterocronia ovvero di come una modulazione dei processi di sviluppo e del tempo in cui tali processi avvengono possa alterare la forma del corpo.
L’aumento del numero di vertebre non è però l’unico meccanismo utilizzato nei serpenti, perchè, come segnalato da Freek Vonk e Michael Richardson nella rubrica News & Views di Nature, alcuni serpenti di enormi dimensioni, quali l’anaconda (che può raggiungere e superare gli otto metri di lunghezza), non hanno aumentato il numero delle proprie vertebre rispetto ad altri serpenti, ma semplicemente aumentato le dimensioni delle vertebre ad indicare che anche i geni implicati nel definire le dimensioni delle vertebre sono controllati in modo differenziale nelle diverse specie di serpenti.
La pubblicazione di Céline Gomez da quindi ulteriore forza all’idea che la comparsa delle diverse morfologie corporee sia dovuta ad un diverso controllo della trascrizione dei geni implicati nel loro sviluppo, piuttosto che nel ricorso a geni diversi. Come proposto alcuni anni or sono da Sean B. Carroll nel suo libro “Infinite forme bellissime” tutti i viventi condividerebbero quindi un simile set di geni chiave nello sviluppo (uno stesso “kit degli attrezzi”) la cui attività sarebbe stata modulata in modo diverso nei diversi viventi, portando alla comparsa di quelle che Darwin definì infinite forme bellissime.
Mauro Mandrioli
“Lo studioso della natura si meraviglia di più e si stupisce di meno man mano che diventa familiare con essa; ma di tutti i miracoli perenni che essa offre alla sua analisi, quello che forse è più meritevole di ammirazione è lo sviluppo di una pianta o di un animale a partire dal suo embrione“. Thomas Huxley, Aforismi e riflessioni (1907)
Céline Gomez, Erturul M. Özbudak, Joshua Wunderlich, Diana Baumann, Julian Lewis & Olivier Pourquié (2008) Control of segment number in vertebrate embryos. Nature 454: 335-339.
Freek J. Vonk & Michael K. Richardson (2008) Developmental biology: Serpent clocks tick faster. Nature 454: 282-283.
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.
