Sesso e adattamento nelle piante
Quando le piante espandono la loro distribuzione geografica e vengono a contatto con nuovi habitat, avvengono cambiamenti genetici perché sono forzate ad adattarsi a nuove condizioni. Questa abilità di adattarsi a un ambiente che cambia è particolarmente importante a fronte dei cambiamenti climatici globali. Il progetto SEX-NGS (Sex-linked loci, sexual specialization and local adaptation in Mercurialis annua complex), finanziato dall’UE; si proponeva di determinare il modo in cui i sistemi di riproduzione sessuale delle piante influenzassero la loro abilità di adattarsi ad ambienti in rapido cambiamento. Il modo in cui i geni vengono trasmessi tra diverse generazioni dipende dal sistema di riproduzione sessuale della pianta. Con i sistemi endogami, la prole generata da genitori strettamente imparentati (nei quali entrambi gli organi sessuali sono normalmente presenti sulla stessa pianta) hanno una bassa varietà genetica. Al contrario, i sistemi sessuali che permettono l’esogamia incoraggiano la varietà genetica mediante l’accoppiamento di due piante genitrici maschio e femmina geneticamente diverse. SEX-NGS ha usato l’erba annuale Mercurialis annua, che è in grado di riprodursi sia per linea endogama che per esogamia, come modello per studiare l’adattamento genetico. I ricercatori hanno esaminato il modo in cui i geni sono cambiati durante l’espansione della distribuzione territoriale, dalla sua origine nel Mediterraneo orientale attraverso la Francia fino al Regno Unito. Usando analisi genetiche all’avanguardia, hanno scoperto che le piante vicino al fronte di espansione avevano una minore varietà genetica rispetto alle popolazioni ancestrali, probabilmente dovuta alla riproduzione endogama. Rimaneva comunque una varietà genetica sufficiente perché queste piante si evolvessero e si adattassero ai nuovi ambienti incontrati nella colonizzazione dell’Europa. La varietà genetica è stata mantenuta probabilmente attraverso l’esogamia di piante che si trovavano ai confini del territorio con piante di altre zone, il che sottolinea il contributo dei sessi separati all’adattamento. Le tecniche sviluppate nel corso di questo progetto adesso vengono applicate per studiare importanti specie commerciali come la manioca e la coltura per biocarburante Jatropha. Il confronto dei geni tra queste specie darà importanti informazioni su come le piante si adatteranno agli stress come siccità e malattie durante i futuri cambiamenti climatici.
