Un gene per conquistare la terra

L’invasione delle terre emerse da parte dei progenitori delle briofite (gruppo che include i muschi) e delle piante vascolari (la maggior parte delle piante che conosciamo) è legata alla nascita di alcune strutture protettive: un involucro intorno allo zigote, all’interno del quale si sviluppa l’embrione e la cuticola, uno strato ceroso intorno alle parti aeree della pianta. L’uscita del vapore acqueo e l’entrata di anidride carbonica sono rese possibili dall’evoluzione di cellule specializzate, gli stomi.

Molte briofite non hanno cuticola, sono piante molto piccole (raggiungono a malapena i 2 cm di altezza) e sono diffuse soprattutto nelle zone umide del mondo; le piante vascolari, invece, hanno sviluppato tessuti e organi specializzati  in una miriade di forme e dimensioni riuscendo a conquistare quasi tutti gli ambienti.

Si è sempre pensato quindi che la cuticola abbia rappresentato l’arma decisiva per la conquista delle terre emerse ma le basi genetiche di un meccanismo evolutivo così importante sono state scoperte solo di recente. Secondo un articolo appena pubblicato su “Proceedings of the National Academy of Sciences” un team di ricercatori coordinato da Guo Xiong Chen è riuscito a isolare il gene maggiormente responsabile della produzione di cutina, una componente della cuticola secreta dalle cellule epidermiche.

Guo Xiong Chen iniziò la ricerca nel 2000 durante i suoi studi di dottorato in Israele. Per caso si trovò ad analizzare una pianta di orzo selvatico molto più piccola del normale; le analisi confermarono che si trattava di un mutante che non era in grado di produrre cutina. La pianta non era quindi protetta dalla disidratazione e la mancanza di acqua non le permetteva di crescere normalmente. In Cina Guo Xiong ha proseguito gli studi sull’orzo mutante e insieme a ricercatori giapponesi svizzeri e israeliani, dopo quasi 10 anni di ricerche, ha isolato il gene maggiormente responsabile della mutazione: Eibi 1.

Oltre al valore scientifico la scoperta apre nuove importanti strade per le applicazioni future; quando si conosceranno con più precisione i meccanismi di produzione della cuticola sarà possibile, ad esempio,  incrementarne la produzione nel grano e nell’orzo. Una cuticola più resistente equivale a dire maggiore tolleranza alla siccità e alla salinità. Colture super-resistenti potranno in futuro essere impiantate con successo in zone sinora considerate inaccessibili; spesso proprio quelle zone che hanno urgente bisogno di risorse alimentari.

Link:

Melotti E., 2011. Un gene per la terraferma. Le Scienze. Agosto 2011.

http://ts-si.org/genetics-&-genome/30813-gene-discovered-central-to-evolution-from-the-sea-to-land

About The Author

Barbara Dalla Bona

Sono nata nel Gennaio del 1981, nel cuore della fredda pianura pontina, con sangue veneto e occhi siciliani. Da bambina Latina e' tutto il mio mondo, da esplorare e conquistare con una bici e un po' di fantasia ma, nell'adolescenza, la provincia si fa stretta. Inizio a viaggiare e mi conquista una Londra dinamica e multiculturale. All'universita' mi trasferisco a Roma; frequento la facolta' di Scienze Naturali e rimango affascinata, piu' di quanto non lo fossi gia', dalla magia nascosta in ogni fenomeno naturale. La mia voglia di conoscere il mondo, pero', e' irrefrenabile. Viaggio per Africa, India e America centrale finche' non decido di frequentare un anno accademico a Valencia, in Spagna. Dopo la mia laurea collaboro con il Centro di Ricerca Interuniversitario sulla Biodiversita'; nel frattempo vinco una borsa di studio post lauream per svolgere un progetto di ricerca sull'ecologia delle specie vegetali esotiche in una prestigiosa universita' californiana. E' li' che, per la prima volta, sento la nostalgia della mia pianura con i suoi laghi e le sue spiagge. Al ritorno da quella esperienza fantastica mi butto a capofitto in un progetto di educazione e interpretazione ambientale nel territorio del Parco Nazionale del Circeo; progetto in corso ed evoluzione gia' da un paio d'anni ma che da quel momento diventa la mia attivita' principale. La voglia di conoscere il mondo e il piacere di comunicarlo sono le due forze che alternativamente o spesso in congiunzione determinano ancora la rotta della mia vita.