Adattamento al mondo creato dall’uomo
Il progetto ADAPT-ENVGENOME(si apre in una nuova finestra) (Environmental adaptation of the genome: A Daphnia model under cultural eutrophication) ha osservato i cambiamenti genetici nella daphnia, la pulce d’acqua. Questo studio interdisciplinare ha integrato metodologie prese da settori quali genetica, fisiologia ed ecologia della risurrezione, combinate con esperimenti su competizione e tasso di crescita giovanile. I ricercatori hanno studiato gli ecosistemi in cinque laghi nel Minnesota (Stati Uniti) con diverse storie di eutrofizzazione culturale (ovvero, arricchimento di sostanze nutrienti causato dall’uomo). In parallelo, i ricercatori hanno raccolto dati genomici relativi alle vie genetiche coinvolte nel trattamento di un elemento importante, il fosforo (P), nelle pulci d’acqua provenienti da differenti periodi temporali. Per questo scopo, essi hanno sfruttato i depositi di uova nei sedimenti di questi laghi usando i metodi dell’ecologia della resurrezione. Il risultato è una grande quantità di dati sui livelli di sostanze nutrienti nell’ambiente della pulce d’acqua di oggi e dei suoi parenti risalenti a diversi secoli nel passato. I dati hanno mostrato che in condizioni di competizione, i genotipi di daphnia (cloni) provenienti dal lago con livelli di eutrofizzazione più vari mostravano dei vantaggi competitivi sia con livelli alti che bassi di fosforo. Inoltre, questa popolazione proveniente dal lago variabile ha una maggiore capacità di ritenzione del fosforo. Tuttavia, i giovani che non riescono a competere bene provenienti dai cloni di daphnia in un lago con una fornitura praticamente costante di fosforo, mostravano una maggiore plasticità nel loro tasso di crescita. La maggior parte di essi ha mostrato un tasso di crescita più elevato nelle prime fasi del ciclo di vita. Questi risultati sono stati presentati durante l’incontro Evolution Meeting, 2013 nello Utah, Stati Uniti. Usando delle procedure di filtraggio provenienti da pipeline bioinformatiche, 40 000 presunti marcatori SNP sono stati ridotti a quasi 8 500 loci nel genoma della pulce d’acqua altamente sicuri e biallelici. Approssimativamente l’11 % si allineava a posizioni uniche sul genoma di riferimento della Daphnia pulex. Significativamente, si è scoperto che quasi il 45 % degli SNP in un’analisi erano coinvolti nel metabolismo di lipidi, nucleotidi e amminoacidi e in quattro vie regolatorie. I risultati della ricerca, in preparazione per un terzo articolo che deve essere presentato per la pubblicazione, indicano che alcuni cambiamenti evolutivi potrebbero essere collegati al livello di eutrofizzazione. I risultati finali dovrebbero svelare aspetti dei cambiamenti microevolutivi in condizioni di pressione selettiva da inquinamento di fosforo, e probabilmente i ricercatori scopriranno dei geni coinvolti in questi adattamenti. Le scoperte del progetto potrebbero avere un impatto significativo sulla gestione degli ecosistemi quando si prendono in considerazione inquinamento dell’acqua, salvaguardia e specie invasive.
