La vita sulla Terra potrebbe aver sviluppato la capacità di formare embrioni anche prima della comparsa dei primi animali. Un organismo unicellulare che vive sepolto nel fango sotto mari poco profondi presenta una sorprendente somiglianza con gli embrioni animali durante la riproduzione, afferma un team di scienziati guidato dalla biochimica Marine Olivetta dell’Università di Ginevra.
Il modo in cui si divide ricorda il processo di divisione cellulare embrionale. L’organismo in questione è un microrganismo ittiosporiano chiamato Chromosphaera perkinsii e poiché esiste da oltre un miliardo di anni, molto prima che comparissero i primi animali, la sua esistenza suggerisce che la vita abbia sviluppato la programmazione per le uova prima che le uova stesse esistessero.
Anche se C. perkinsii è una specie unicellulare, spiega la biochimica Omaya Dudin dell’Istituto Federale di Tecnologia svizzero, questo comportamento dimostra che i processi di coordinamento e differenziazione multicellulare sono già presenti nella specie, molto prima che comparissero i primi animali sulla Terra.
Gli organismi animali multicellulari iniziano tutti la loro vita allo stesso modo. Due zigoti si fondono, dando il via al processo di divisione cellulare e crescita. Le fasi iniziali della divisione cellulare sono chiamate clivaggio, durante le quali avviene rapidamente molta divisione cellulare senza crescita, un processo noto come palintomia. Il prodotto risultante di questo processo è un ammasso di cellule, vuoto al centro, simile a un lampone. Questo è chiamato blastula.
Questo processo negli animali è osservato anche negli organismi unicellulari come mezzo di riproduzione. L’organismo si divide in più cellule figlie che si separano e diventano indipendenti. E, infatti, gli scienziati hanno già tracciato parallelismi tra i due.
Un articolo pubblicato quest’anno ha proposto che gli ittiosporiani potrebbero essere un eccellente modello per comprendere le origini degli animali. Questo perché gli ittiosporiani rappresentano una classe di organismi unicellulari che si sono separati più di un miliardo di anni fa dalla linea che avrebbe dato origine agli animali. Non sono animali, ma sono strettamente imparentati, e qualsiasi somiglianza tra animali e ittiosporiani potrebbe essere stata ereditata da un antenato comune prima della divergenza delle linee.
All’inizio di quest’anno, un team di scienziati che includeva Olivetti ha pubblicato un articolo che descrive la riproduzione palintomica in C. perkinsii in modo simile alla mitosi animale. Dudin e i suoi colleghi hanno condotto uno studio su C. perkinsii, uno dei pochissimi ittiosporiani che non è un parassita, confrontandolo con diversi altri membri della classe, per vedere se potevano essere identificate ulteriori somiglianze tra la riproduzione palintomica e il clivaggio embrionale animale.
Hanno scoperto che, dopo la palintomia, C. perkinsii forma un gruppo di cellule proprio come una blastula. E ci sono almeno due tipi cellulari distinti all’interno di quella colonia. La conglomera di cellule rimane in quella colonia simile a una blastula per una parte significativa del suo ciclo vitale, prima che le cellule si disperdano e si muovano per conto proprio. È sorprendentemente simile a come si sviluppa un embrione animale.
Questo suggerisce che lo sviluppo potrebbe essere ancestrale tra animali e ittiospori e che la programmazione genetica per lo sviluppo embrionale fosse già presente prima che gli embrioni entrassero in esistenza. Ma la natura è anche molto brava a replicare cose che funzionano. A volte tratti o processi emergono indipendentemente in organismi molto diversi, un processo noto come evoluzione convergente.
Lo sviluppo e il raggruppamento di colonie di C. perkinsii sembrano insoliti; non sono stati osservati in altri ittiosporiani. Infatti, a parte alcune osservazioni parziali sparse, nessun altro parente animale si sviluppa in modo simile all’embrione animale o a C. perkinsii. Questo suggerisce che l’evoluzione convergente potrebbe essere la risposta; ma non possiamo escludere un antenato comune, neanche.
In entrambi i casi, abbiamo cose affascinanti da imparare. Da un lato, C. perkinsii potrebbe rivelare nuove intuizioni sulle origini evolutive di tutti gli animali. Dall’altro, suggerisce che il kit genetico disponibile per la vita primordiale fosse molto più versatile di quanto pensassimo.
Ricerche future saranno essenziali per chiarire come sia stabilita la differenziazione cellulare spaziale in C. perkinsii, scrivono i ricercatori nel loro articolo. Tuttavia, il nostro studio indica che C. perkinsii rappresenta una forma di transizione tra la differenziazione cellulare temporale e spaziale, fornendo intuizioni sui meccanismi evolutivi che hanno portato all’emergere della multicellularità animale. La ricerca è stata pubblicata su Nature.
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