L’animale con più cromosomi è una farfalla: qual è l’influenza sulla sua esistenza?

Gli scienziati hanno sequenziato per la prima volta il genoma della farfalla blu Atlas e hanno confermato che possiede il numero più alto di cromosomi tra gli animali multicellulari.

La farfalla vive nelle catene montuose del Marocco e dell’Algeria nord-orientale. Ha 229 coppie di cromosomi, mentre i suoi parenti stretti, come la farfalla blu comune, ne hanno solo 24.

I ricercatori del Wellcome Sanger Institute e dell’Istituto di Biologia Evolutiva di Barcellona hanno scoperto che l’elevato numero di cromosomi della farfalla deriva da una divisione piuttosto che da una duplicazione.

Nel corso di circa tre milioni di anni, i cromosomi si sono spezzati nei punti in cui il DNA era meno compatto. I cromosomi sessuali sono rimasti intatti, ma gli altri si sono frammentati in pezzi più piccoli.

La dottoressa Charlotte Wright, prima autrice del Wellcome Sanger Institute, ha affermato che il team ha scelto deliberatamente di studiare questa specie. “Quando abbiamo deciso di iniziare a studiare l’evoluzione delle farfalle, sapevamo che dovevamo sequenziare la farfalla blu dell’Atlante, la più estrema e in qualche modo misteriosa”,

Ha aggiunto: “Essendo in grado di vedere in dettaglio come i cromosomi della farfalla blu Atlante si sono divisi nel tempo in punti specifici, possiamo iniziare a studiare quali vantaggi ciò possa comportare, come influisca sulla loro capacità di adattarsi all’ambiente e se ci siano lezioni che possiamo imparare dal loro DNA che potrebbero aiutare la conservazione in futuro”.

Implicazioni per l’evoluzione e la salute

Cambiamenti cromosomici come questi possono aiutare le specie a formarsi e ad adattarsi. La farfalla blu Atlas appartiene a un gruppo che ha prodotto molte specie correlate in un breve periodo di tempo.

La divisione dei cromosomi potrebbe aumentare la diversità genetica consentendo un rimescolamento più frequente del DNA, anche se potrebbe anche creare dei rischi a causa della maggiore complessità.

Il dottor Roger Vila, autore senior presso l’Istituto di Biologia Evolutiva, ha affermato: “La frammentazione dei cromosomi è stata osservata in altre specie di farfalle, ma non a questo livello, il che suggerisce che ci sono ragioni importanti per questo processo che ora possiamo iniziare a esplorare”.

Ha aggiunto che studiare se questi cambiamenti influenzano il comportamento delle farfalle potrebbe spiegare come compaiono nuove specie.

I risultati potrebbero anche avere un valore medico. I riarrangiamenti cromosomici si verificano nei tumori umani, dove i segmenti di DNA si rompono e si riorganizzano.

Gli scienziati potrebbero trovare il modo di rallentare o arrestare il processo confrontando le farfalle con le cellule tumorali.

Il professor Mark Blaxter, autore senior del Wellcome Sanger Institute, ha spiegato perché questa ricerca è importante. “I genomi contengono la chiave per capire come è nata una creatura, ma anche dove potrebbe andare in futuro”, ha affermato.

Ha sottolineato che le lezioni apprese da una specie possono essere utili per la conservazione e la ricerca sanitaria, perché potrebbe permetter di capire quali sono gli effetti della diversificazione sul cromosoma umano. 

Aumentano le pressioni sulla conservazione

Sebbene la farfalla Atlas blue sia sopravvissuta per milioni di anni con il suo genoma frammentato, il suo futuro è ora incerto.

La perdita dell’habitat dovuta alla distruzione delle foreste di cedri, al pascolo eccessivo e ai cambiamenti climatici minaccia la sua sopravvivenza. Il sequenziamento del suo genoma fornisce un riferimento fondamentale per gli ambientalisti per studiare come potrebbe reagire al riscaldamento globale.

I ricercatori affermano che questo genoma di riferimento di alta qualità contribuirà a scoprire come le farfalle si evolvono e si adattano. Potrebbe anche guidare gli sforzi per sviluppare colture in grado di resistere meglio allo stress ambientale.

Domande e Risposte

1) Qual è l’importanza fondamentale di questa scoperta?

L’importanza non risiede solo nell’aver confermato un record biologico, ma nell’aver svelato il meccanismo dietro di esso: non una duplicazione, ma una massiccia frammentazione cromosomica avvenuta nel tempo. Questo apre una nuova prospettiva su come l’architettura del genoma possa evolvere in modi estremi. La scoperta trasforma la farfalla blu dell’Atlante da semplice curiosità a un modello di studio fondamentale per comprendere la plasticità del DNA, la formazione di nuove specie e i limiti della stabilità genetica in natura, con potenziali ricadute in campi molto distanti.

2) In che modo lo studio di questa farfalla può avere una ricaduta pratica sulla nostra salute?

La ricaduta più promettente è nel campo dell’oncologia. Le cellule tumorali umane sono caratterizzate da un’elevata instabilità cromosomica, con rotture e fusioni che alimentano la progressione della malattia. La farfalla, al contrario, ha raggiunto una condizione stabile pur con un genoma estremamente frammentato. Studiare i meccanismi molecolari che le permettono di gestire questa complessità senza conseguenze negative potrebbe svelare nuovi target terapeutici o strategie per contrastare l’instabilità genetica che è alla base di molti tumori umani.

3) Perché il genoma di questa specie è stato sequenziato proprio ora e quali sono i rischi che corre?

Il sequenziamento è stato motivato da un duplice interesse. Da un lato, la farfalla rappresentava un mistero evolutivo di lunga data che le moderne tecnologie genomiche potevano finalmente risolvere. Dall’altro, c’è un’urgenza legata alla sua conservazione. La farfalla blu dell’Atlante è minacciata dalla deforestazione delle foreste di cedri, dal pascolo eccessivo e dagli effetti del cambiamento climatico. Avere un genoma di riferimento di alta qualità è cruciale per monitorare la diversità genetica della popolazione e per capire come potrebbe rispondere alle crescenti pressioni ambientali, guidando così futuri interventi di protezione.