Piante carnivore e convergenza evolutiva

Cephalotus follicularis è una pucciosissima piantina carnivora dell’Australia. É una cugina abbastanza lontana di altri generi di piante carnivore, e ha la peculiarità di produrre sia foglioline normali noiose e fototosintetiche, sia l’ascidio, quella caraffa piena di morte dove vengono intrappolati e lentamente digeriti gli insetti per prendere il loro preziosissimo azoto.

Uno stile di vita carnivoro si è evoluto indipendentemente in famiglie di pianti differenti, anche poco imparentate. Le somiglianze tra piante carnivore sono il risultato di convergenza evolutiva, non di eredità comune: non c’è stato un antenato comune che si è evoluto per digerire con insetti, ma diversi generi di pianta sono arrivati per vie diverse a questo stile di vita, che richiede queste forme simili.

CEphalotus follicularis e il filogramma delle principali piante carnivore con ascidio

Photocredits: immagine 2a dal paper in bibliografia e fotografia di Dom1234 via DeviantArt

Ecco che allora Cephalotus follicularis, che ha sia foglie normali che ascidi, ci può insegnare un sacco di cose. Andando a vedere quali geni sono espressi nello sviluppo delle foglie normali rispetto agli ascidii, si possono estrarre un sacco di informazioni sull’origine dei geni che producono la colla che intrappola gli insetti, piuttosto che il nettare con cui li attirano. Ad esempio, abbiamo scoperto che i geni che in altre piante producono la normale cuticola cerosa delle foglie si sono duplicati rispetto alle piante antenati, e sono espressi negli ascidi molto più che nelle foglie normali, di modo che siano scivolosamente appiccicose.

Che, per carità, è figo e interessante, ma non spiega la cosa più figa e interessante delle piante carnivore: come fa una pianta a inventarsi un modo per digerire gli insetti?

Gli stessi prodi ricercatori si sono messi a confrontare che diavolo c’è nei succhi digestivi delle varie piante. E salta fuori che sebbene lo specifico cocktail di enzimi nelle varie piante è piuttosto differente, e le piante non sono imparentate, i geni coinvolti hanno un’origine evolutiva comune.

Presente quanto, probabilmente all’inizio della vostra vita scolastica, qualche professore di scienze scazzato vi ha detto che i funghi sono più imparentati con gli animali che non con le piante, nonostante le apparenze? Ecco, uno dei modi in cui questa cuginanza si esprime è che le pareti cellulari delle cellule di fungo sono fatte di chitina, come gli esoscheletri di insetti e invertebrati vari, invece che di cellulosa, come quelli delle piante.

Cosa hanno in comune tutti i vari geni che vanno a comporre i succhi digestivi delle piante carnivore? Sono versioni leggermente modificate di geni che altre piante usano per difendersi dall’attacco di funghi patogeni, riciclate per scomporre succuleni insetti in preziosissimo azoto.

Insomma, nonostante le piante carnivore moderne siano imparentate solo alla lontana, l’evoluzione ha reciclato più o meno gli stessi geni e meccanismi simili per inventarsi tutte le piante carnivore. Le vie dell’evoluzione sono infinite, ma quella per diventare pianta carnivora è particolarmente stretta.

Bibliografia:
Genome of the pitcher plant Cephalotus reveals genetic changes associated with carnivory – Nature Ecology & Evolution – Open Access (YAY)
http://www.nature.com/articles/s41559-016-0059

  1. Wow! 😀
    Complimenti per il blog, seguo da tantissimo!

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