Di afidi e di simbiosi

Un recente articolo su PLoS mi ha suggerito questo post scientifico-filosofico. Per la prima volta il genoma di un insetto non olometabolo è stato sequenziato (gli insetti olometaboli sono moderni e hanno il ciclo completo uovo, larva, pupa, adulto), quello degli afidi. Ciò significa che possiamo “sbirciare” nel genoma di una classe di insetti molto antichi e importanti (negativamente) per l’agricoltura. Cosa è stato scoperto?

Si è scoperto che agli afidi mancano i geni che codificano per i componenti del sistema immunitario, per alcuni enzimi metabolici fondamentali e per una serie di amminoacidi essenziali. Come è possibile che un animale possa sopravvivere senza produrre questi componenti essenziali per il proprio metabolismo? Come è possibile che un animale così cosmopolita e dall’adattabilità così efficiente abbia un genoma con queste mancanze?

La risposta è all’interno dei batteriociti. I batteriociti sono cellule adipose modificate il cui compito è quello di ospitare dei batteri simbionti. Questi batteri simbionti hanno un proprio genoma il quale sopperisce alla mancanza di geni dell’afide. Questa simbiosi estrema ed obbligata permette all’afide di vivere normalmente e di adattarsi molto velocemente ai diversi ambienti e a nuove piante da colonizzare. Gli afidi non sono gli unici animali ad aver incorporato al proprio interno altri microorganismi: i batteriociti sono comuni a molti insetti; la flora batterica intestinale è comune a tutte le specie animali. Ma nel caso degli afidi (e chissà quanti altri organismi il cui genoma non è stato ancora sequenziato!) la simbiosi è estrema. L’afide ha abdicato alla sua autonomia genomica dipendendo completamente da un altro organismo. Questa è una versione moderna dell’inserimento dei mitocondri all’interno delle cellule eucariotiche. I mitocondri sono degli organismi che sono stati inglobati miliardi di anni fa all’interno delle cellule degli organismi eucarioti e provvedono alla produzione dell’energia metabolica delle cellule. Hanno un proprio genoma distinto da quello dell’organismo ospitante e fanno ormai parte integrante di quest’ultimo. Ma rimangono pur sempre delle entità organiche distinte perché la loro riproduzione è distinta da quella dell’organismo ospitante! Altro esempio possiamo trovarlo nel boom di ricerche riguardanti i retrovirus integrati all’interno del nostro genoma. Alcune specie di virus hanno bisogno di entrare all’interno del genoma dell’ospite per potersi riprodurre, ma facendo così spesso si integrano permanentemente nel genoma dell’ospite. Altre volte addirittura trasportano al proprio interno geni di altri individui o specie in modo orizzontale tra un genoma e l’altro. Alla faccia degli ignoranti anti-OGM, noi non siamo altro che la somma genetica di più organismi.

Ma (e qui la cosa si fa più affascinante) la domanda principale è: dove finisce l’identità genetica di un organismo? Esiste veramente un’identità genetica di un organismo? Possiamo circoscriverla?

Qualcuno definì la nascita dei primi organismi pluricellulari come l’aggregazione di diversi organismi unicellulari a formare una colonia. Ed in effetti noi organismi pluricellulari non siamo altro che colonie di cellule della stessa specie che si sono autorganizzate in una macrocolonia complessa.

Nelle foto fatte nel mio giardino: in alto un afide e una formica che si confrontano. Un’altra simbiosi a livello più alto gerarchicamente è quella tra formiche e afidi. Le formiche “mungono” gli afidi e gli afidi ottengono protezione. In basso una colonia di afidi che si nutre delle mie rose! Gli afidi possono diventare un serio problema per l’agricoltura.

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10 commenti

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10 risposte a “Di afidi e di simbiosi

  1. Corrado

    Perfettamente ad Hoc con la preparazione dell’esame di biologia.
    ^__^

  2. La rete evolutiva?

  3. sei il mio pozzo di scienza preferito 😀

  4. Per Corrado

    Davvero? Spero di esserti stato d’aiuto allora. 😀

    Per Peppe

    Sì, questo si collega l tuo ultimo post, soprattutto sulla questione degli organismi pluricellulari colonie come sistemi emergenti.

    Per Il ferrista

    Pozzo!? Nessuno mi aveva mai chiamato pozzo! Come ti permetti? 😀

  5. L’identità genetica di un organismo, non saprei, ma molte identità finiscono a palazzo grazioli.

  6. Marò… mi sento pieno di retrovirus

  7. Anch’io, per giunta non li digerisco molto bene. 😀

  8. Bel post, mi piacerebbe saperne di più, soprattutto sulle reti. Ma mi devo rassegnare: non ho proprio il tempo di studiare (anche) queste cose… la giornata purtroppo ha solo 24 ore!

    Però, un articolo sulle scienze qualche tempo fa parlava di evoluzionismo in senso gerarchico: cioè l’evoluzione premia non solo gli individui ma anche i gruppi di individui, e anche di specie diverse. Ho capito/ricordo male? Ha qualcosa a che fare con l’argomento di questo post?

  9. Richard Dawkins ti sparerebbe qui su due piedi! 😀
    Ma Dawkins ha una opinione non condivisa da tutti (vedi diatriba con Gould). Secondo Dawkins si evolvono gli individui, non le popolazioni o le specie. Il gene, e quindi il corpo che comanda come un burattino, è egoista, cioè pensa solo alla propria riproduzione. Secondo invece la visione classica gl iindividui si sacrificano per il bene della specie. Una visione libertaria contro una visione collettivista! Olè abbiamo fatto anche l’excursus politico! 😀
    io non so come pensarla perché non è le basi, mi spiace.

  10. Beh, più che altro Dawkins dovrebbe sparare agli autori dell’articolo su Scientific American. Appena lo ritrovo nella confusione (ordinata) del mio studio, ti metto i riferimenti scientifici. Ah, e naturalmente gli autori citavano la diatriba all’inizio dell’articolo, senza fare il nome di Dawkins!

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