Come i tuatara vivono così a lungo e possono resistere al freddo

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Un tuatara può sembrare la tua lucertola media, ma non lo è. I rettili sono gli ultimi sopravvissuti di un antico gruppo di rettili che fiorì quando i dinosauri vagavano per il mondo. Originario della Nuova Zelanda, il tuatara possiede una serie di abilità notevoli, tra cui una durata di un secolo, una relativa impermeabilità a molte malattie infettive e il picco di attività fisica a temperature incredibilmente basse per un rettile. Ora, gli scienziati stanno scoprendo come, grazie alla prima decifrazione, o sequenziamento, del libro di istruzioni genetiche del tuatara.

La ricerca rivela approfondimenti non solo sulla relazione evolutiva della creatura con altri rettili viventi, ma anche sulla longevità dei tuatara e sulla loro capacità di resistere al freddo, i ricercatori riportano il 5 agosto su Nature.

Tecnicamente, i tuatara (Sphenodon punctatus) sono rhynchocephalians, un ordine di rettili che un tempo erano diffusi durante l'era mesozoica, da 66 milioni a 252 milioni di anni fa. Ma la loro diversità è diminuita nel corso di milioni di anni, lasciando il tuatara come l'ultimo della loro linea (SN: 10/13/03). I rettili sono stati a lungo di interesse scientifico a causa della loro relazione evolutiva poco chiara con altri rettili, poiché condividono tratti con lucertole, tartarughe e uccelli.

I tuatara sono stati trovati una volta in tutta la Nuova Zelanda, ma ora sopravvivono in natura principalmente sulle isole al largo e sono considerati una specie vulnerabile. I rettili hanno sofferto della perdita di habitat e di specie invasive come i ratti, e sono particolarmente minacciati da un clima caldo (SN: 7/3/08).

Questo pericolo – combinato con il caro status dei tuatara come taonga, o tesoro speciale, per il popolo indigeno Maori – ha portato i ricercatori a dare la priorità alla compilazione del genoma del rettile, o manuale di istruzioni genetiche.

Nel 2012, Neil Gemmell, un biologo evoluzionista dell'Università di Otago a Dunedin, Nuova Zelanda, e un team internazionale di ricercatori hanno iniziato ad assemblare il genoma tuatara, in stretta collaborazione con il popolo indigeno Ngātiwai. I Ngātiwai sono considerati kaitiaki, o guardiani, dei tuatara e sono stati intimamente coinvolti nelle decisioni riguardanti l'uso dei dati genetici del progetto.

Il genoma del tuatara è enorme, circa 5 gigabasi, o circa 5 miliardi di coppie di basi di DNA di lunghezza, hanno scoperto i ricercatori. È circa due terzi più grande degli umani ed è "insolitamente grande" per un rettile, dice Giulia Pasquesi, biologa evoluzionista dell'Università del Colorado Boulder che non è stata coinvolta nella ricerca. I genomi di lucertole e serpenti sono solitamente di circa 2 gigabasi, dice. I genomi degli uccelli possono essere la metà di quella dimensione.

Sulla base delle analisi genetiche, i ricercatori hanno confermato che il tuatara è più strettamente correlato a serpenti e lucertole che a coccodrilli, uccelli o tartarughe. I ricercatori stimano che i tuatara ei loro antenati si siano discostati da serpenti e lucertole circa 250 milioni di anni fa, il che significa che il gruppo precede anche i dinosauri più antichi.

Il team ha identificato i geni potenzialmente coinvolti nelle stranezze biologiche dei tuatara, comprese le loro lunghe vite, che sono le più lunghe di qualsiasi altro rettile oltre alle tartarughe. I tuatara hanno molti geni coinvolti nella produzione di selenoproteine, che aiutano a proteggere dall'invecchiamento e dal deterioramento cellulare, e hanno più di questi geni rispetto agli esseri umani. Tali intuizioni potrebbero eventualmente avere applicazioni utili per la biologia umana, afferma il coautore Matthieu Muffato, genomicista comparativo presso l'Istituto europeo di bioinformatica di Hinxton, in Inghilterra.

Sembra che tuatara abbia anche un numero insolitamente alto di geni TRP, che sono coinvolti nella produzione di proteine ​​legate alla sensibilità alla temperatura e alla regolazione della temperatura corporea. Quei geni potrebbero essere alla base della tolleranza dei rettili alle temperature fredde, dicono i ricercatori. I Tuatara hanno la temperatura corporea ottimale più bassa conosciuta di qualsiasi rettile, da 16 ° a 21 ° Celsius.

Sebbene la nuova ricerca faccia molto per dissipare alcuni dei misteri che circondano il tuatara, c'è molto da imparare su questi enigmi squamosi. "Pubblicare il genoma di tuatara è come scoprire un libro antico", dice Muffato. "Abbiamo iniziato ad analizzarlo e a decodificare alcune informazioni genetiche, ma siamo ancora molto lontani dalla comprensione del genoma completo".

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