Chiuse nei cassetti dei musei per anni, addirittura decenni, diverse migliaia di preziosi esemplari di piante hanno trovato la luce, almeno artificialmente… per pochi istanti. Da essi sono stati asportati piccoli frammenti ma solo – stiamo tranquilli – per una nobile causa: quella di ricostruire i legami di parentela tra piante da fiore, o “angiosperme” per gli scienziati.
Oggi se ne contano circa 330.000 specie. La loro crescita sul nostro pianeta è stata accompagnata sia da massicci rilasci di ossigeno nell’atmosfera che da nuove risorse alimentari (nettare e frutti) per gli animali. Ma cosa è successo per dare origine a tale biodiversità?
Un nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature (24 aprile 2024) rivela due episodi di grande diversificazione delle angiosperme. I primi, circa 150 milioni di anni fa, diedero origine a circa l’80% dei gruppi odierni. Poi, un secondo “spingere” si è verificato circa 45 milioni di anni fa, forse guidato da cambiamenti nelle abitudini di impollinazione o nella dieta degli insetti, o forse da un clima più freddo.
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20 fiori più strani del mondo
Ricostruire il DNA del nucleo cellulare
Oltre alle differenze anatomiche che, ancora oggi, aiutano i biologi a classificare le specie vegetali per genere, per famiglia e per ordine, essi dispongono oggi di un prezioso strumento complementare, ovvero l’analisi del materiale genetico. Questo è contenuto in diversi punti delle cellule, in particolare nel nucleo cellulare e nei cloroplasti, siti della fotosintesi.
All’interno di questi compartimenti dedicati alla cattura dell’energia solare, il genoma è più corto e presente in numerose copie, il che lo rende “più facile da osservare”spiega uno degli autori, Douglas Soltis, dell’Università della Florida (Scienze).
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L’altro lato della medaglia, tuttavia, è che l’informazione genetica rimane molto incompleta. Questo è il motivo per cui lui e i suoi colleghi hanno implementato tecniche molecolari all’avanguardia, questa volta consentendo l’accesso a regioni specifiche del DNA nucleare (DNA del nucleo) e “rimettendo insieme” i frammenti degradati.
L’equipe ha così sequenziato parte dei genomi nucleari di circa 8.000 generi di angiosperme (ovvero il 58% dei generi di piante da fiore, che coprono l’intera estensione del regno floreale, i 64 ordini e le loro 416 famiglie). Confrontando 353 geni di una specie con un’altra, sono stati in grado di sviluppare gli scenari evolutivi più probabili per tracciare i geni ereditati da antenati comuni.
800 specie aggiunte all’albero dei fiori
Il loro nuovo “albero filogenetico”, o albero della parentela, conferma certamente in gran parte quelli che lo hanno preceduto, in particolare la separazione tra monocotiledoni (graminacee, agavi, palme, bambù, ecc.), eudicotiledoni (girasoli, denti di leone, cavoli, numerosi alberi , ecc.), magnoliidi (magnolie, allori, avocado, ecc.) e alcuni lignaggi più isolati.
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Ma questo panorama senza precedenti riserva anche delle sorprese. Mentre la maggior parte dei botanici presume da tempo che il gruppo comprendente girasoli, margherite e astri (25.000 specie) condividesse un unico lignaggio, il nuovo studio suggerisce che in realtà derivino da diversi antenati. Allo stesso modo, gli ordini che comprendono gerani ed eucalipti, un tempo ritenuti strettamente imparentati, sono in realtà molto lontani.
Inoltre, i campioni comprendono circa 800 specie i cui genomi non erano mai stati sequenziati prima, come quelloAlstonia spectabilisun albero medicinale trovato in Australia e in Asia, che il popolo Tetun di Timor occidentale usa per curare la malaria.
Preservare la biodiversità in via di estinzione
Secondo Lucas Majure, biologo evoluzionista delle piante dell’Università della Florida, non coinvolto in questo lavoro, queste conoscenze potrebbero accelerare la scoperta di farmaci di origine vegetale e contribuire alla conservazione della biodiversità (Scienza).
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E secondo Craig Barrett della West Virginia University, sempre al di fuori di questa pubblicazione, “Si tratta di un importante passo avanti nella nostra comprensione della biodiversità della Terra, che stiamo perdendo a un ritmo allarmante”. Secondo uno studio precedente, infatti, il 45% delle piante da fiore registrate sulla Terra potrebbe essere a rischio di estinzione.
