Un evento di duplicazione dell’intero genoma avvenuto circa 400 milioni di anni fa potrebbe essere responsabile dell’evoluzione degli organi per la filatura della seta dei ragni, secondo un nuovo studio pubblicato su Science Advances. Ciò suggerisce che uno degli strumenti biologici più straordinari della natura sia emerso da un enorme incidente genetico.
L’origine accidentale delle filiere
Per anni, gli scienziati si sono chiesti come i ragni abbiano sviluppato le complesse strutture chiamate filiere, che producono la seta incredibilmente resistente e versatile che usano per le tele, la caccia e la riproduzione. La teoria principale suggeriva che questi organi derivassero da modifiche ai geni esistenti che modellavano gli arti. Tuttavia, i meccanismi genetici sottostanti sono rimasti poco chiari.
I ricercatori guidati da Shuqiang Li dell’Anhui Normal University in Cina hanno analizzato i genomi di due specie di ragni e di uno scorpione a frusta, confrontandoli con altri parenti di aracnidi. Le loro scoperte hanno rivelato che un antico antenato di ragni, scorpioni e scorpioni a frusta ha sperimentato una duplicazione completa del suo intero genoma. Ciò significava che ogni gene veniva copiato, creando un’enorme ondata di materiale genetico.
Il ruolo dei geni A addominali
Lo studio ha individuato una specifica coppia di geni, abdominal-A, fondamentale nello sviluppo delle filiere. Esperimenti su embrioni di ragno hanno dimostrato che la disattivazione di questo gene ha comportato la mancanza totale di filiere negli embrioni.
“I geni duplicati sembrano aver evoluto ruoli diversi dopo la duplicazione”, ha spiegato Li. “Lavorando insieme, creano le filiere specializzate che vediamo oggi.” Ciò suggerisce che la duplicazione iniziale non sia stata solo un evento casuale, ma un passo fondamentale nel plasmare l’evoluzione del ragno.
Perché la duplicazione del genoma è importante
La duplicazione dell’intero genoma è comune nell’evoluzione delle piante ma relativamente rara tra gli animali. Quando ciò accade, si creano opportunità per nuove interazioni genetiche e importanti cambiamenti evolutivi. È stato collegato alla diversificazione dei vertebrati con le mascelle e potrebbe spiegare perché i ragni hanno sviluppato in primo luogo organi per la filatura della seta.
Prashant Sharma, biologo dell’Università del Wisconsin-Madison, osserva che, sebbene la ricerca sia “bellissima”, non esclude del tutto spiegazioni alternative. Alcuni artropodi sono privi del gene addominale-A ma hanno comunque il corpo troncato, suggerendo che il gene potrebbe governare qualcosa di più del semplice sviluppo della filiera.
“I ricercatori potrebbero invece essersi imbattuti in un percorso genetico per creare un animale simile a un ragno marino o a un acaro,” dice Sharma.
Nonostante questa incertezza, Li sottolinea che la duplicazione del genoma è un motore ricorrente della diversità animale. Questo evento genetico accidentale potrebbe essere stato il catalizzatore di uno degli adattamenti più affascinanti della natura.
Lo studio evidenzia come importanti cambiamenti evolutivi possano derivare da errori genetici inaspettati, trasformando gli incidenti in adattamenti nel corso di milioni di anni. L’origine della seta del ragno è un vivido esempio di come casualità e opportunità si scontrano nella storia della vita sulla Terra.
