Nel corso dell'evoluzione, gli animali sono passati ripetutamente dalla riproduzione sessuale a quella asessuata. Le prime prove delle conseguenze della partenogenesi – un tipo di riproduzione asessuata – sull'evoluzione del genoma sono riportate in uno studio internazionale condotto congiuntamente da scienziati dell'UNIL e del SIB. I risultati aiutano a spiegare perché le specie che si riproducono in questo modo sono generalmente più vulnerabili in natura, dove gli ambienti cambiano continuamente. Lo studio è stato pubblicato oggi su Science Advances.
Riproduzione sessuale e asessuata
La produzione della prole avviene attraverso due principali modalità di riproduzione: sessuale (fecondazione tra due cellule sessuali, una maschile e una femminile) e asessuale. La partenogenesi è un tipo di riproduzione asessuale: le femmine trasmettono i propri geni senza l'intervento dei maschi.
Le conseguenze della riproduzione asessuata
Lo studio, condotto da Kamil Jaron e Darren Parker e co-supervisionato da Tanja Schwander e Marc Robinson-Rechavi del Dipartimento di Ecologia ed Evoluzione (DEE) dell'UNIL e Nicolas Galtier dell'Istituto di Scienze Evolutive di Montpellier (Francia), ha dimostrato per la prima volta le conseguenze della partenogenesi sull'evoluzione dei genomi di alcuni animali. Sono stati segnalati tre effetti principali: perdita di efficienza nella selezione delle mutazioni che conferiscono un maggiore successo riproduttivo, riduzione della diversità genetica e drastica riduzione dell'eterozigosi.
Insetti stecco come specie di studio
I risultati sono stati ottenuti utilizzando come specie di studio gli insetti stecco, in particolare il genere Timema. Gli scienziati hanno scoperto che la riproduzione sessuale favorisce il rapido adattamento e la diversità genetica nelle popolazioni naturali di insetti stecco. Sono stati così in grado di convalidare empiricamente le previsioni inizialmente formulate utilizzando approcci teorici, ad esempio sul motivo per cui le specie che si riproducono asessualmente sono generalmente più vulnerabili in natura, dove gli ambienti cambiano continuamente. Gli esperti hanno analizzato i genomi di cinque specie asessuali di Timema e di specie sessuali strettamente correlate, e hanno confrontato il loro contenuto di elementi trasponibili (sequenze di DNA che possono cambiare posizione all'interno di un genoma), i geni che evolvono sotto selezione positiva e l'eterozigosi. L'analisi ha incluso l'uso di OrthoDB, parte della risorsa Il SIB SwissOrthology, per identificare i geni corrispondenti in tutte le specie considerate, al fine di confrontare la loro evoluzione.
Reference(s)
Jaron K S, Parker D J. et al. Conseguenze convergenti della partenogenesi sui genomi degli insetti stecco. Science Advances 2022.
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