Il gusto per la carne delle piante carnivore

Il sequenziamento del genoma di una pianta carnivora ha permesso di capire il meccanismo
piante carnivore

Pianta carnivora del genere Sarracenia. (GEORGES GOBET/AFP/Getty Images)

Le piante carnivore hanno acquisito la capacità di catturare e digerire le loro prede grazie ad alcuni cambiamenti in enzimi che originariamente servivano per difendersi dall’aggressione dei parassiti. Questa modificazione è avvenuta in maniera indipendente in numerose piante evolutivamente distanti e sarebbe dovuta all’esigenza di compensare la carenza di fosforo nel terreno

Il sequenziamento del genoma di una pianta carnivora ha permesso di capire in che modo le piante di questo tipo hanno evoluto la capacità di digerire le loro prede animali. La scoperta è di un gruppo internazionale di ricercatori diretti da Kenji Fukushima e Mitsuyasu Hasebe della Graduate University for Advanced Studies (Sokendai) a Okazaki, in Giappone, che firmano un articolo pubblicato su “Nature Ecology & Evolution”.

La ricostruzione del percorso evolutivo che ha portato alle piante carnivore è avvenuta grazie al sequenziamento del genoma di Cephalotus follicularis – una pianta australiana che ha la singolare caratteristica di produrre sia foglie in grado di catturare e digerire prede animali, sia foglie non carnivore – e al confronto fra i profili di espressione dei geni nei due tipi di foglia.

I ricercatori hanno così scoperto che la pianta ha adattato a una nuova funzione delle proteine vegetali che originariamente servivano per difenderla dalle aggressioni dei parassiti, trasformandole in enzimi digestivi. In particolare, le foglie carnivore producono elevati livelli di chitinasi – enzimi che degradano la chitina, la componente principale delle parti più dure degli insetti di cui si nutrono – e di una fosfatasi acida che permette alla pianta di ottenere dal corpo delle vittime un nutriente essenziale, il fosforo.

Fukushima e colleghi hanno quindi esaminato il genoma di altre piante carnivore filogeneticamente distanti fra loro: Nepenthes alata (di origine asiatica), Sarracenia purpurea (di origine americana) e Drosera adelae. Quest’ultima, originaria anch’essa dell’Australia, si distingue dalle altre tre per il tipo di trappola, che non è ad ascidio (ossia formata da una foglia ripiegata a caraffa) ma adesiva.

I dati ottenuti hanno mostrato che tutte queste piante hanno cooptato alla nuova funzione gli stessi geni e proteine. Ciò indica – osservano gli autori – non solo che ci si trova di fronte a un esempio di evoluzione convergente, in cui specie non correlate evolvono in modo indipendente per acquisire tratti simili, ma anche che la strada evolutiva per trasformare una pianta in pianta carnivora è “molto stretta”.

Questo tipo di sviluppo parallelo indica in genere un adattamento a un ambiente molto specifico: pressoché tutte le piante carnivore vivono in regioni in cui il terreno è povero di nutrienti, soprattutto di fosforo. La capacità di intrappolare e digerire prede animali può quindi  essere stata una soluzione efficiente per far fronte alla carenza di questo elemento.

     
 
 

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Fisica

Detective presso Computer Crime Research Center. Investigazioni Roma.
Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni
Seminario Analisi del Crimine Violento Università di Roma

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