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Diversità genetica e tratti di salute fisica delle otarie orsine

Uno studio sulle otarie orsine dell’Antartide ha rivelato il rapporto tra la diversità genetica e la salute fisica (intesa come abilità di un individuo di diffondere i suoi geni) in una popolazione naturale.
Diversità genetica e tratti di salute fisica delle otarie orsine
Molti importanti tratti della salute, come la resistenza ai parassiti, la sopravvivenza e la riproduzione, spesso sono correlati con l’eterozigoticità, nella quale ci sono due diverse forme di un particolare gene in una popolazione. Si è constatato che tali correlazioni eterozigoticità-salute fisica (heterozygosity-fitness correlation, HFC) influenzano le interazioni tra patogeni e i loro ospiti e l’evoluzione della selezione del compagno.

Finora, la maggior parte degli studi aveva usato circa 10 marcatori microsatelliti (tratti di DNA ripetitivo), quindi i meccanismi alla base delle HFC rimangono poco chiari. Questo è stato affrontato dal progetto FURSEALFITNESS (Elucidating the relationship between heterozygosity and fitness in a natural marine mammal population), che ha usato il sequenziamento di prossima generazione dei polimorfismi a singolo nucleotide per studiare le HFC in una popolazione naturale.

I ricercatori hanno studiato una colonia di riproduzione delle otarie orsine (Arctocephalus gazella) presso l’Isola di Bird, Georgia del Sud, come sistema modello per determinare la base delle HFC in una popolazione naturale. L’obiettivo era studiare se le HFC in questa specie fossero dovute all’inbreeding o al numero ridotto di geni che hanno un effetto importante (il cosiddetto effetto locale).

L’analisi di un set di dati microsatellite che copriva 21 stagioni dell’accoppiamento più 3 decenni di dati basati sull’individuo della colonia di studio ha indicato che l’eterozigoticità era fortemente associata a diversi tratti di salute fisica nelle femmine. Questi tratti andavano dalla sopravvivenza iniziale al successo dell’accoppiamento. Gli scienziati hanno scoperto anche che il cambiamento climatico ha portato a un aumento della selezione a scapito di femmine omozigoti di qualità più bassa.

È stato sviluppato un nuovo approccio per valutare l’eterozigoticità di tutto il genoma basato sul sequenziamento ad alto rendimento che è stato applicato a un HFC per un carico di parassiti nella foca comune (Foca vitulina). Ha mostrato inequivocabilmente che le HFC è dovuta all’inbreeding e ha suggerito che l’eterozigoticità potrebbe spiegare molte più variazioni della salute fisica rispetto a quanto creduto in precedenza.

FURSEALFITNESS si è proposto di spiegare il meccanismo primario alla base delle HFC per una serie di tratti di salute fisica in un sistema modello. Il risultato è una comprensione più chiara di come fondamentali tratti di forma fisica, come la sopravvivenza delle femmine in condizioni climatiche sempre più stressanti, sia correlato con il genotipo dell’individuo.

I risultati contribuiranno alla comprensione del ruolo di una specie chiave nel fragile ecosistema dell’Antartide, accrescendo allo stesso tempo le nostre conoscenze sul legame tra genotipo e salute fisica e come questo sia alla base del comportamento riproduttivo. Il lavoro è stato pubblicato sull’importante rivista sottoposta a revisione paritaria Nature e su Proceedings of the National Accademy of Sciences degli Stati Uniti d’America.

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Keywords

Diversità genetica, tratti di salute fisica, otarie orsine, correlazioni eterozigoticità-salute fisica, FURSEALFITNESS