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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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