Genetica applicata… ai gatti

Che cosa rende un gatto domestico docile e giocherellone, o introverso e solitario? Secondo alcuni genetisti, la risposta potrebbe trovarsi nel genoma dei gatti, in quella serie di 20.285 geni che costituiscono il libretto delle istruzioni per “costruire” un felino domestico.

Dopo numerosi anni di ricerca, i gatti sono da poco rientrati nella schiera sempre più folta di mammiferi il cui DNA è indagato per essere completamente mappato. Nell’ultimo periodo, l’analisi approfondita del patrimonio genetico di scimpanzé, macachi, topi e cani ha fornito ai ricercatori importanti informazioni sul principio di funzionamento del nostro genoma, inclusa la collocazione e la funzione di numerosi geni. La mappatura del DNA dei gatti potrebbe aiutarci a comprendere ancora meglio le proprietà del nostro patrimonio genetico.
Come è stato riportato sull’ultimo numero della prestigiosa rivista scientifica Science, numerosi gruppi di genetisti si stanno adoperando per completare la mappa del DNA dei gatti. L’ultima sequenza è stata ottenuta analizzando la doppia elica di un gatto abissino di quattro anni. L’analisi appena compiuta è un piccolo passo verso la catalogazione completa dei geni, come è già avvenuto per esseri umani e cani. I professori Stephen O’Brien e Joan Pontius, del National Cancer Institute (Maryland – USA), sostengono di aver già identificato e mappato circa 20.000 geni di gatto, il 95% del completo genoma di questi felini.

dna.jpgTra tutti i tipi di DNA finora analizzati, quello dei gatti è il patrimonio genetico più simile a quello umano tra i genomi non appartenenti ai primati. A differenza di quanto è avvenuto per i geni umani e dei gatti, i frammenti di cromosomi “del cane, del topo e di altre specie hanno subito un numero molto maggiore di trasformazioni” ha dichiarato nel suo studio il prof. O’Brien. La conservazione pressoché integrale del genoma, suggerisce che i gatti dei nostri tempi abbiano molte più cose in comune con i propri antenati, rispetto a quante ne abbiano i cani o altri mammiferi. Lo studio del genoma felino sta inoltre rivelando molti segreti legati ad alcune patologie tipiche dei felini, che potrebbero fornire nuovi elementi per l’identificazione di istruzioni simili anche nel DNA umano.

La sostanziale somiglianza dell’attuale genoma dei gatti con quello dei loro antenati potrebbe, inoltre, fornire nuovi elementi per lo studio dell’evoluzione di numerose specie. A differenza del cane, il gatto è stato addomesticato dall’uomo in tempi relativamente recenti. Un’approfondita conoscenza del DNA di questi felini potrebbe essere la chiave per comprenderne il comportamento e le abitudini alimentari. Lo studio del genoma di altri mammiferi non consente solo di comprenderne qualità e segreti, ma costituisce anche un’ottima palestra per analizzare con crescente precisione le proprietà del nostro DNA.

Gli elefanti temono le api

Secondo una recente ricerca, quando gli elefanti percepiscono il ronzio di uno sciame di api non esitano un istante a darsi alla fuga. Quella che a prima vista potrebbe semplicemente apparire come una scoperta bizzarra, ha letteralmente sorpreso gli etologi, sbalorditi dalla rapidità con la quale gli elefanti fuggono dal potenziale pericolo.

elefante.jpgNonostante la pelle di questi pachidermi sia sufficientemente spessa e coriacea da non poter essere ferita da un pungiglione, è da tempo nota una certa avversione degli elefanti nei confronti delle api. Queste sono infatti attratte dai piccoli depositi di acqua che si accumulano intorno agli occhi degli elefanti.
La curiosa scoperta è stata resa possibile dall’ottimo lavoro svolto dalla ricercatrice Lucy King della Oxford University (Gran Bretagna): “Non siamo rimasti tanto sorpresi dal fatto che gli elefanti abbiano risposto sentendo la riproduzione del ronzio delle api, sono animali molto intelligenti e attenti a tutto ciò che li circonda, ma non avremmo mai potuto immaginare che potessero darsi alla fuga così rapidamente!”.

La ricerca, pubblicata sulla rivista Current Biology, ha dimostrato come in appena dieci secondi dall’inizio del ronzio gli elefanti decidano di allontanarsi per scongiurare qualsiasi contatto con le api.
La paura di essere punti deve essere molto alta. Analizzando la vegetazione, i ricercatori hanno scoperto che gli alberi con favi, abitati o abbandonati, sono accuratamente evitati dagli elefanti. Altre ricerche, svolte in Zimbabwe, hanno poi dimostrato come interi gruppi di elefanti preferiscano studiare nuovi percorsi pur di non incrociare i favi di api.

Lucy King ha esposto diversi gruppi di elefanti alla registrazione del ronzio delle temibili api africane. Su diciassette famiglie di elefanti, sedici hanno abbandonato il posto in cui si trovavano, impiegando al massimo un minuto e mezzo per prendere questa decisione.
Questa scoperta potrebbe essere sfruttata per mantenere i pachidermi a debita distanza dalle piantagioni dei coltivatori locali. Le scorribande degli elefanti causano ogni anno ingenti danni all’agricoltura africana, spingendo gli agricoltori a intraprendere cruente battute di caccia per difendere i loro raccolti. Le api potrebbero quindi diventare un ottimo, e incruento, deterrente.

Il video girato da Lucy King:

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Uno squalo primitivo… nel terzo millennio

Un raro esemplare di Chlamydoselachus anguineus, un squalo primitivo appartenente alla famiglia Chlamydoselachidae, è stato recentemente avvistato al largo delle coste giapponesi durante le riprese di un documentario sulla fauna marina.
Debilitato e gravemente malato, lo squalo è stato condotto all’Awashima Marine Park di Shizuoka (a sud di Tokio) dove è morto dopo pochi giorni nonostante le amorevoli cure dei responsabili dello zoo marino.

Il curioso esemplare di Chlamydoselachus anguineus ritrovato al largo delle coste giapponesi [photo credit: Getty Images]Originaria delle coste sud africane, questa particolare specie di squalo è riconoscibile grazie alle prominenti branchie, che si gonfiano vistosamente nelle fasi di respirazione, e al corpo lungo e affusolato che raramente supera i due metri di lunghezza. Per la sua particolare fisionomia, il Chlamydoselachus anguineus assomiglia a un’anguilla molto cresciuta.

Chlamydoselachus anguineusNonostante il basso numero di esemplari, questa specie di squalo popola tutti gli oceani, vivendo a ridosso delle scarpate continentali a una profondità che oscilla tra i 120 e i 1.500 metri.
L’origine e le abitudini di vita del Chlamydoselachus anguineus sono ancora un mistero. Per molto tempo si è immaginato che questa specie di squali fosse ormai estinta da migliaia di anni, ma i ritrovamenti di alcuni esemplari nel diciannovesimo secolo sconfessarono questa ipotesi.
Secondo alcuni ricercatori, tra cui il biologo marino Leonard Compagno, il Chlamydoselachus anguineus sarebbe ovoviviparo come numerose altre specie di squali. Le uova sarebbero dunque fecondate all’interno della femmina che, dopo una gestazione di 18 mesi, “partorirebbe” da 2 a 12 cuccioli per ogni nidiata.
Tesi che soltanto un altro fortuito avvistamento potrà confermare…

Vedere il Nord magnetico

Ogni anno milioni di uccelli migratori compiono un lungo viaggio verso le aree climatiche più calde del Pianeta. Ma come fanno tutti questi volatili a percepire con precisione il nord e a orientarsi durante i loro spostamenti?
Una rivoluzionaria ricerca potrebbe finalmente fornire la risposta.

In quasi tutta Europa questo uccello migratore è diffuso da maggio a settembre. La sua residenza invernale è nell’Africa tropicale [photo credit: David Nowell]Per anni si è ipotizzato che il campo magnetico terrestre fosse in grado di influenzare i movimenti oculari degli uccelli migratori, aiutandoli nella difficile impresa di puntare il loro sguardo verso il nord. Partendo da questa ipotesi, un gruppo di ricercatori dell’Università di Oldenburg (Germania) è riuscito a dimostrare l’esistenza di una diretta relazione tra il movimento oculare degli uccelli, influenzato dal nord magnetico, e le aree del cervello deputate al mantenimento della rotta in volo.
Guidati dal prof. Dominik Heyers, i ricercatori hanno iniettato due tipi di liquido di contrasto sensibili agli impulsi neuronali nelle aree del cervello legate all’orientamento e nella retina di alcuni esemplari di Beccafico (Sylvia borin). Giunto il momento della migrazione, i due fluidi si sono attivati evidenziando un percorso neuronale comune fino al talamo degli uccelli, una struttura nervosa del cervello responsabile della visione.
Questa inequivocabile reazione a livello anatomico confermerebbe la teoria secondo cui gli uccelli migratori percepirebbero il campo magnetico come una vera e propria sensazione visiva, non esclusivamente mentale.

Molecola di criptocromoLa ricerca, recentemente pubblicata su Public Library of Science One, confermerebbe poi il ruolo fondamentale di una particolare proteina presente negli occhi degli uccelli migratori, il criptocromo.
Si suppone che queste proteine siano talmente sensibili al campo magnetico da essere in grado di “orientarsi” verso il nord. “Ciò significa che se un uccello guarda in una data direzione, il nord magnetico potrebbe essere visto come un piccolo puntino nero dalla sua retina” ha spiegato Heyers ai giornalisti, precisando il livello ancora altamente teorico di questa supposizione “del resto non possiamo chiedere agli uccelli migratori come e cosa vedono…”.

Il lavoro del team di Heyers dimostra in maniera inequivocabile un legame diretto tra le percezioni visive degli uccelli migratori e la loro capacità di orientarsi nello spazio.
La ricerca di Heyers si inserisce nel grande filone di studi e analisi condotti per scoprire cosa davvero renda il meccanismo di orientamento degli uccelli migratori così infallibile. Altri ricercatori hanno recentemente scoperto la presenza di alcuni cristalli magnetici nei becchi dei volatili che compiono migrazioni. Secondo Heyers i due sistemi di orientamento (becco – occhi) potrebbero essere complementari. Il becco verrebbe utilizzato per creare una sorta di mappa mentale del percorso, mentre i criptocromi potrebbero svolgere la funzione di una potente e affidabile bussola.
E il navigatore satellitare è servito…

Creature dai remoti fondali oceanici

Numerosi animali marini vivono sui fondali oceanici a centinaia di metri di profondità, lontani dalla luce solare e dalle correnti più “trafficate” di pesci e molluschi. Biologi e studiosi di oceanografia ipotizzano l’esistenza di una ricchissima fauna sottomarina ancora da scoprire, catalogare e studiare.
Nonostante le profondità spesso proibitive, alcuni ricercatori riescono nella difficile e pericolosa impresa di scoprire nuove creature marine. È il caso del team internazionale composto da 31 biologi e oceanografi che ha recentemente esplorato parte della Dorsale medio atlantica, una vera e propria catena montuosa sommersa dalle acque che si sviluppa lungo l’intero Oceano Atlantico dal Polo Nord fino all’Antartide.

Il Viper-fish visto di profilo [credit: David Shale - University of Aberdeen]Durante le cinque settimane di ricerca, il gruppo di scienziati ha catalogato numerosi invertebrati, coralli, cetrioli di mare e pesci molto particolari, come il Pesce-vipera [foto], una curiosa specie ittica che può crescere fino a raggiungere i 60cm di lunghezza e caratterizzata da una folta e acuminata dentatura.
Molte specie identificate sulla Dorsale medio atlantica si sono dimostrate estremamente rare, tanto da essere state catalogate in tempi molto recenti. Tra le creature individuate spicca la presenza di una nuova specie appartenete alla classe degli Ostracoda, un piccolo crostaceo caratterizzato da un corpo di piccole dimensioni, racchiuso in un carapace bivalve con tronco molto ridotto e capo sviluppato.

Histioteuthis [credit: David Shale - University of Aberdeen]A 500 metri di profondità i ricercatori hanno identificato un rarissimo esemplare di Histioteuthis [foto], un calamaro caratterizzato da uno sguardo molto particolare. Conosciuto anche come “Calamaro strabico”, questo animaletto delle profondità marine ha l’occhio sinistro grande il doppio rispetto al destro per scandagliare con più efficacia l’oscuro fondale oceanico.

“Calamaro di vetro” [credit: David Shale - University of Aberdeen]Analizzando l’area di un’enorme montagna sottomarina ampia migliaia di chilometri quadrati, il team di ricerca ha scoperto un’altra famiglia di calamari molto rara: la Cranchiidae, che raccoglie una sessantina di specie diverse di “Calamari di vetro” [foto]. Grazie alla loro trasparenza, questi animali riescono a sfuggire alla voracità dei predatori dei fondali oceanici. L’unico elemento visibile del loro organismo è una particolare ghiandola dell’apparato digerente, che assolve una funzione molto simile a quelle espletate dal nostro fegato.

La forma del gamberetto Phronima ha ispirato il disegnatore del mostro di Alien [David Shale - University of Aberdeen]Come i calamari appartenenti alla famiglia delle Cranchiidae, anche questo esemplare della famiglia degli Anfipodi [foto] sfrutta la propria trasparenza per passare inosservato e non cadere nelle grinfie delle altre creature che popolano la Dorsale medio atlantica. Appartenente alla specie Phronima, questo piccolo gamberetto raggiunge mediamente una lunghezza di appena due centimetri. Ghiotto di plancton (il complesso di minuscoli organismi presenti nell’acqua marina), questo minuscolo animaletto ispirò Hans Ruedi Giger, il “papà” della mostruosa creatura di Alien.

Il gene del linguaggio

Si chiama FOXP2 (“forkhead box P2”) ed è il gene che ci consente ogni giorno di chiacchierare con gli amici, parlare con il nostro capoufficio e canticchiare mentre facciamo la doccia.
Al centro di numerose ricerche negli ultimi anni, FOXP2 possiede le istruzioni per sintetizzare una proteina ritenuta fondamentale per la coordinazione tra i movimenti della bocca, gli organi di fonazione (laringe, corde vocali…) e gli impulsi elettrici inviati dal nostro cervello. Questo particolare gene divenne molto famoso sei anni fa, quando alcuni ricercatori lo reputarono responsabile di specifiche disfunzioni del linguaggio. Approfondendo le ricerche, nel 2002 si scoprì che FOXP2 rivestiva un ruolo fondamentale nello sviluppo della fonazione e del linguaggio negli individui.

I pipistrelli comunicano con gli ultrasuoniPer approfondire le conoscenze sulle incredibili potenzialità del gene FOXP2, un team di genetisti guidati da Stephen Rossiter (Queen Mary, University of London) ha esteso la ricerca ad altri membri del regno animale in grado di produrre linguaggi complessi: i pipistrelli.
Da un punto di vista meramente “fisico”, questi mammiferi utilizzano per comunicare un procedimento molto più complesso della semplice fonazione umana: l’ecolocalizzazione. Per comunicare con un “collega”, un pipistrello deve coordinare – nel medesimo istante – naso, bocca, orecchie e laringe mentre si trova in volo e utilizza gli stessi organi per orientare la propria rotta.

Organi di fonazione [fonte: progettogea.com]Analizzando 13 pipistrelli appartenenti a sei specie diverse, incluse alcune che non utilizzano l’ecolocalizzazione, il team di ricercatori è stato in grado di mappare completamente l’intera sequenza del gene FOXP2, giungendo a una sorprendente scoperta. I genetisti guidati da Rossiter hanno identificato nel FOXP2 dei pipistrelli il doppio dei cambiamenti rispetto ad altre specie animali analizzate, dimostrando un’evoluzione molto più rapida del previsto del gene del linguaggio.

La ricerca di Rossiter dimostrerebbe dunque una specifica adattabilità del gene del linguaggio, in grado di evolversi per “calibrarsi” sulle esigenze comunicative degli organismi che lo ospitano. Se confermata dalle prossime indagini di laboratorio, la scoperta del genetista britannico confermerebbe l’importanza del FOXP2 per l’evoluzione della nostra capacità di produrre suoni che oggi chiamiamo “linguaggi”.
Del resto, appena due amminoacidi (la base per costruire le proteine) differenziano il nostro gene del linguaggio da quello delle scimmie…