Vova Krasen
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Circa 70 milioni di anni fa, quando i dinosauri vagavano per la Terra, un'anomalia genetica permise ad alcune piante di trasformarsi in mangiatori di carne. Ciò è stato fatto in parte, con un trucco furtivo: riproporre i geni destinati alle loro radici e foglie e usarli invece per catturare le prede, secondo un nuovo studio.
Questo passaggio è uno dei tre che alcune piante non carnivore hanno impiegato decine di milioni di anni per consentire loro di trasformarsi in carnivori affamati, hanno detto i ricercatori.
Il passaggio al consumo di carne ha dato a queste piante una serie di vantaggi. In effetti, "le piante carnivore hanno ribaltato la situazione catturando e consumando prede animali ricche di nutrienti, consentendo loro di prosperare in terreni poveri di nutrienti", hanno scritto i ricercatori nello studio, pubblicato online il 14 maggio sulla rivista Current Biology.
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Per indagare sull'evoluzione delle piante carnivore, un team internazionale di botanici e biologi guidato da Jörg Schultz, professore associato, presso l'Università di Würzburg, in Germania, ha confrontato i genomi e l'anatomia di tre moderne piante carnivore
Esistono centinaia di specie di piante carnivore, ma i ricercatori hanno scelto di esaminare tre piante che si nutrono di insetti, tutti membri della famiglia delle Droseraceae. Tutte e tre queste piante usano il movimento per catturare la preda, hanno detto i ricercatori.
Una pianta è il familiare acchiappamosche di Venere (Dionaea muscipula), originario delle zone umide della Carolina che ha influenzato i personaggi dei Pokémon, è apparso in vari cartoni animati del sabato mattina e ha persino ispirato uno spettacolo di Broadway. La pianta acquatica della ruota idraulica strettamente imparentata (Aldrovanda vesiculosa) occupa le acque di quasi tutti i continenti. Ha lembi sott'acqua sottili che si stringono rapidamente intorno agli ignari animali marini. La terza pianta studiata, la bellissima ma mortale drosera (Drosera spatulata), è comune in Australia. Attirando le vittime con dolcezza, la drosera avvolge una striscia appiccicosa attorno alla presa.
Dopo aver analizzato queste piante, il team ha scoperto il processo in tre fasi verso il carnivoro. Innanzitutto, circa 70 milioni di anni fa, uno dei primi antenati non carnivori delle tre piante carnivore moderne subì una duplicazione dell'intero genoma, generando una seconda copia del suo intero DNA, o genoma. Questa duplicazione ha liberato una delle copie dei geni della foglia e della radice per diversificarsi, consentendo loro di svolgere altre funzioni. Alcuni geni fogliari si sono sviluppati in geni per trappole, mentre i processi di nutrizione e assorbimento dei carnivori sono stati guidati da geni che altrimenti avrebbero servito le radici in cerca di nutrimento dal suolo.
Il secondo passo nel loro viaggio verso il carnivoro si è verificato quando le piante hanno iniziato a ricevere nuovi nutrienti dalle prede. A quel punto, le foglie e le radici tradizionali non erano più necessarie. Molti geni che non erano coinvolti nella nutrizione carnivora iniziarono a scomparire. Ad esempio, le piantine di piante acquatiche a ruota idraulica acquisiscono una proto-radice precoce, ma non si sviluppano man mano che maturano. Questo è l'unico resto di quello che una volta era un sistema di root. Come risultato della perdita di questo gene e di altri, le tre piante osservate in questo studio sono le piante più povere di geni da sequenziare fino ad oggi, hanno affermato i ricercatori.
Due studi precedenti di altri gruppi di scienziati nel 2013 hanno mostrato risultati simili per la carenza di geni in altre piante carnivore. Hanno scoperto che una bladderwort acquatica che prospera in tutti i continenti tranne l'Antartide e una pianta a cavatappi originaria del Brasile avevano entrambi genomi molto piccoli rispetto alle piante non carnivore. Questi carnivori potrebbero anche aver subito lo stesso processo di diffusione del gene, hanno detto i ricercatori del nuovo studio.
Nella terza fase della trasformazione in carnivori, le piante hanno subito cambiamenti evolutivi specifici per il loro ambiente. Le radici e le foglie si sono evolute per essere specifiche della trappola, hanno scoperto i ricercatori. I geni per le radici che una volta erano usati per cercare e assorbire i nutrienti dal suolo sono stati ora requisiti per creare enzimi necessari per digerire e assorbire i nutrienti dalla preda. I geni una volta utilizzati nelle ghiandole che secernevano il nettare per attirare gli insetti impollinatori venivano convocati in trappole, dove producono sostanze per attirare le prede.
La maggior parte delle piante con foglie e radici contengono il materiale necessario per diventare carnivore. I ricercatori hanno scritto che il processo in tre fasi rivelato dal nuovo studio mostra come, nel tempo, le antiche "piante non carnivore si siano evolute nei più abili cacciatori verdi del pianeta".
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