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Macroevolutionary Rates by Integrating Phylogenomics and Ancestral character States - A study on Neotropical butterfly evolution.

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Il DNA aiuta a classificare le farfalle del mondo al fine di comprendere la diversità di fronte a un’estinzione senza precedenti

Ha avuto inizio la gara per identificare milioni di insetti sconosciuti a rischio di estinzione dal pianeta. Un ricercatore peruviano ha usato l’analisi del DNA nel progetto MARIPOSAS al fine di classificare farfalle nei tropici americani e capire come si sono evolute nel corso di milioni di anni.

Ricerca di base

Molte delle farfalle nel mondo non sono state adeguatamente identificate o classificate, malgrado il diligente lavoro di generazioni di collezionisti e scienziati. Un team multidisciplinare all’Università svedese di Göteborg ha usato un’analisi del DNA all’avanguardia per classificare le specie all’interno di due famiglie di farfalle in tempo record. Durante il progetto MARIPOSAS, che significa «farfalle» in spagnolo, i ricercatori, con il supporto del programma Marie Curie, hanno identificato due nuove specie di farfalle, a cui verrà in seguito dato un nome, e hanno dimostrato che altre sotto-specie erano in realtà delle specie indipendenti. «Abbiamo 40 gigabyte di informazioni sul DNA per 150 singole farfalle in un solo esperimento di laboratorio!» ha affermato il dott. Pável Matos, il borsista peruviano che ha diretto il progetto. Il suo team, composto da otto membri, ha usato il sequenziamento massivo parallelo, o sequenziamento ad alta produttività, una tecnica di analisi del DNA iniziata a metà del primo decennio del nuovo millennio, che ottiene dati per tutto il genoma relativi a decine di soggetti in un singolo esperimento. La precedente tecnologia per il DNA richiedeva molto tempo ed era molto più costosa. I metodi che hanno impiegato per analizzare le famiglie delle farfalle Esperidi e Ninfalidi potrebbero essere ben presto utilizzati per identificare e descrivere milioni di altri insetti sconosciuti. Finora è stato registrato circa 1 milione di specie di insetti, ma gli entomologi ritengono che si tratti solo di una frazione di quelli che vagano sulla terra. «La stima migliore è che abbiamo formalmente identificato e descritto solo il 20 % degli insetti del mondo», ha dichiarato il dott. Matos. «Se questi numeri si rivelassero accurati, scoprire la portata della rimanente diversità degli insetti sarà un lavoro titanico». Cosa c’è in un nome? Il team del dott. Matos ha compiuto un passo importante per scoprirlo, mettendo insieme competenze relative a tassonomia delle farfalle, ecologia, sistematica, biogeografia e biologia molecolare per affrontare la grande sfida della biologia: come cogliere la differenza tra una specie e una sottopopolazione. Una delle definizioni classiche di specie è che differenti specie non si incrociano. Tuttavia, l'analisi del DNA suggerisce che questo criterio da solo non sia in grado di definire le specie, visto che ci sono prove di incroci tra differenti specie. I ricercatori hanno analizzato i dati usando il modello di coalescenza multispecie (MSC, Multispecies Coalescent Model), un modello matematico che stima separazioni di popolazioni e specie usando dati relativi al DNA. Tuttavia, il modello può sovrastimare il numero di specie e quindi i ricercatori lo hanno combinato con la tassonomia, ossia le loro conoscenze su precedenti classificazioni e caratteristiche delle farfalle. Un altro fattore chiave per i risultati è stato il meticoloso lavoro sul campo del dott. Matos nel suo paese di origine, il Perù, dove ha raccolto i campioni. Ha fatto inoltre ricorso a una rete di colleghi in paesi caratterizzati da grande biodiversità come Panama e Brasile e ha analizzato campioni preesistenti raccolti da ricercatori nei tropici americani, riuscendo a estrarre il DNA da farfalle risalenti a 30 anni fa. «In tal modo si sono dischiuse opportunità di ricerca sull’evoluzione delle farfalle, per esempio dalle collezioni museali, perché ci sono alcune specie che sono rare al giorno d’oggi», ha affermato. I risultati aprono la strada a una migliore salvaguardia. Essi hanno aiutato il dott. Matos a comprendere l’impatto di antichi cambiamenti ambientali sulla diversità delle specie. Le farfalle sono sensibili ai cambiamenti dell’habitat e a quelli climatici, in conseguenza dei quali si spostano in differenti aree. Egli mette in guardia: «Le specie stanno scomparendo a un ritmo allarmante e dobbiamo fare in fretta per scoprire la diversità ancora ignota prima che scompaia del tutto dal pianeta».

Parole chiave

MARIPOSAS, farfalle, specie, sottospecie, modello di coalescenza multispecie (MSC), Esperidi, Ninfalidi, sequenziamento massivo parallelo, sequenziamento ad alta produttività

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