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Developmental genetics and adaptive bases of a major ecological transition - How to walk on water!

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Evoluzione della camminata sull’acqua

Idrometre, insetti pattinatori, gerridi – questi sono solo alcuni dei nomi per gli insetti che possono camminare sull’acqua. La ricerca ha scoperto alcuni dei geni dietro a tale affascinante adattamento.

Cambiamento climatico e Ambiente
Ricerca di base

Camminare sull’acqua è una questione di fisica e, per le piccole creature, coinvolge il supporto della tensione superficiale dell’acqua, tra altri adattamenti. Infatti, molti insetti si basano sulla forza diretta all’indietro della tensione superficiale per la propulsione. Un adattamento strutturale importante per camminare sull’acqua è l’evoluzione di setole idrofobe, costruite e posizionate in modo da intrappolare l’aria nel punto in cui la gamba incontra l’acqua. Pattinare sulla superficie dell’acqua significa che un insetto può occupare nicchie massicce in cui si può facilmente nutrire di zooplancton prontamente disponibile e di altri insetti. Un progetto dell’UE ha utilizzato la più recente genomica per svelare i geni connessi a un insieme sorprendentemente sofisticato di strumenti per camminare sull’acqua, che permettono la sopravvivenza in una nicchia molto difficile – lo spostamento su superfici acquee. I ricercatori di WATER WALKING hanno studiato l’evoluzione di un “ventaglio” natatorio altamente perfezionato sui tarsi delle gambe centrali. Agente come un’elica sulle estremità delle seconde gambe, tale caratteristica adattiva è presente nel taxon Rhagovelia spp., un genus di insetti in grado di camminare sull’acqua. I ricercatori di WATER WALKING hanno usato la trascrittomica combinata con l’espressione dei geni e i function screen per identificare i geni responsabili del superventaglio natatorio. L’interferenza del RNA (RNAi) ha inibito l’espressione genica per lo screening neutralizzando molecole mirate di RNA messaggero. Risultati hanno mostrato che per lo sviluppo del ventaglio natatorio è necessaria una duplicazione genica specifica dei Rhagovelia. Il knock-down di questi duplicati – geisha e madre di geisha – presentava un ventaglio ridotto o totalmente assente, con conseguente riduzione delle prestazioni di questi insetti nelle correnti forti. Il progetto WATER WALKING ha integrato con successo la biologia dello sviluppo evolutivo con l’ecologia evolutiva, utilizzando strumenti di genomica per colmare il divario. Un fenomeno notevole, la mera duplicazione di un gene, ha permesso l’invasione e l’occupazione di un improbabile habitat – la superficie dell’acqua che scorre.

Parole chiave

Evoluzione, camminata sull’acqua, WATER WALKING, tarso di locomozione, Rhagovelia

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