Genetica

Una nuova ricerca esplora le firme genetiche di una coppia di lupi isolati su Isle Royale, nel remote national park del Lake Superior.

La coppia in questione è padre-figlia e condivide la stessa madre. Un simile incrocio di consanguineità porta a disfunzioni genetiche, che probabilmente sono il principale fattore alla base di anomalie riscontrate in alcuni esemplari negli ultimi dieci anni.

Durante i periodi autunnali e invernali, sono stati reintrodotti sull'isola 13 nuovi lupi. Mentre l'Isle Royale (1) e i suoi lupi sono un esempio estremo, la genetica delle popolazioni ha guidato le dinamiche di conservazione per decenni. Una migliore comprensione della composizione genetica dei lupi dell'Isle Royale fornirà informazioni su come la reintroduzione del lupo avrà un impatto sulla popolazione dell'isola e, più in generale, aiuterà gli ambientalisti ad affrontare le sfide con habitat e pool genetici sempre più frammentati in tutto il mondo.

L'articolo pubblicato da Science Advances, (2) affronta il problema della depressione da consanguineità all'interno della popolazione del lupo delle Isle Royale causata dall'omosessualità. Ovvero, quando i geni portano ceppi identici di codice genetico sono più propensi a causare tratti recessivi o non comuni. L'inincrocio può portare a mutazioni recessive deleterie che causano deformità spinali e altri problemi di salute, il che rende ancora più difficile l'esistenza, già di per sé dura, di un lupo.

Le marmotte alpine sono riuscite a sopravvivere per migliaia di anni nonostante la loro bassa diversità genetica.

Quali effetti ha il cambiamento climatico sulla diversità genetica degli organismi viventi? In uno studio condotto da Charité - Universitätsmedizin Berlin, un team internazionale di ricercatori ha analizzato il genoma della marmotta alpina, un superstite dell'era glaciale che ora vive in gran numero nelle zone alpine situate ad alta quota.

I risultati sono stati inaspettati: La marmotta alpina ha perso la sua diversità genetica durante gli eventi climatici legati all'era glaciale e da allora non è stata in grado di recuperarla. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sulla rivista Current Biology. (1)

Siccome la bassa diversità genetica della marmotta alpina non può essere spiegata dalle sue abitudini di vita, i ricercatori hanno usato l'analisi computerizzata per ricostruire il passato genetico della marmotta. Dopo aver combinato i risultati di analisi genetiche complete con i dati provenienti dalla documentazione di reperti fossili, i ricercatori sono giunti alla conclusione che la marmotta alpina ha perso la sua diversità genetica a causa di molteplici adattamenti climatici durante l'ultima era glaciale.

Uno di questi adattamenti si è verificato durante la colonizzazione animale della steppa del Pleistocene (2) all'inizio dell'ultima era glaciale (tra 110.000 e 115.000 anni fa). Un secondo adattamento accadde quando la steppa del Pleistocene scomparve di nuovo verso la fine dell'era glaciale (tra 10.000 e 15.000 anni fa). Da allora, le marmotte hanno popolato le praterie d'alta quota delle Alpi, dove le temperature sono simili a quelle dell'habitat della steppa del Pleistocene.

L'agricoltura del ventunesimo secolo utilizza una moltitudine di varietà ad alto rendimento adattate ad una vasta gamma di ambienti. Tuttavia, vi è la necessità di coltivare continuamente nuove varietà di frumento per il pane per adattarsi ai cambiamenti climatici a livello globale.

Dalla rivoluzione agricola, circa 12.000 anni fa, il Triticum aestivum, altrimenti noto come grano tenero, è emerso come una delle colture più importanti del mondo. Insieme alla crescente popolazione umana e al clima che cambia, la domanda di grano con un rendimento più elevato e una maggiore capacità di recupero sta aumentando.

In un nuovo studio internazionale, la diversità genetica di 487 genotipi di grano, provenienti da vaste regioni del mondo, è stata catalogata e contestualizzata con tratti agronomici. La mappa di questo ricco insieme di diversità genetiche nel grano di frumento mette in evidenza la nostra attuale conoscenza della discendenza del grano e apre nuove strade all'interno della moderna gestione selettiva del frumento.

L'evoluzione del grano è una storia complessa di eventi di ibridazione e flusso genico, che ha portato allo allohexaploid (con sei serie di cromosomi) Triticum aestivum, la specie di grano che oggi conosciamo come il 'pane di grano'. Il moderno pane di grano ha avuto origine nella Mezzaluna Fertile (1) circa 10.000 anni fa e il suo pool genico è stato modellato dagli esseri umani come risultato di addomesticamento e coltivazione. Oggi, le varietà ad alto rendimento di Triticum aestivum si possono trovare in tutto il mondo, ciascuna varietà è adattata al particolare ambiente in cui viene coltivata, rendendo il grano una delle tre specie vegetali più importanti al mondo per le calorie e le proteine.