Ahhhhhhhh!!! Che barba!!!

[Alamanno Capecchi]

Premessa.
E' cosa nota che in tassonomia la "classificazione ufficiale" è quella accettata agli I.O.C., (La più importante assise ornitologica mondiale), dalla maggioranza degli ornitologi professionisti. Da un po' di tempo, tra gli studiosi di tassonomia, vi sono interessanti dibattiti legati alle nuove scoperte scientifiche. Questo mio articoletto, pubblicato da Atualidades Ornitologicas. 2009 n. 148, e tradotto da Deodato Souza, vuole essere una nota minima per informare cosa "bolle in pentola" ma anche, per gli interessati, molto di più. Per la stesura della prima parte, più discorsiva, mi sono avvalso di un una trasmissione di Piero Angela. Per la seconda parte, più mirata, mi sono "abbeverato" ai lavori riportati in calce e alla loro relativa bibliografia.

Note minime di tassonomia.
Il DNA, come si sa, è quella lunga molecola a doppia elica che esiste nel nucleo di ogni cellula e che funziona un po’ da stampo per produrre tutti i materiali che compongono il nostro corpo, ebbene questo DNA è un po’ come un codice fiscale che in teoria potrebbe essere codificato in base agli elementi che lo compongono e trasformato in una sequenza di sigle e di numeri. Le le cose, allo stato attuale, non sono così ma lo studio di questi codici personali sta diventando uno strumento preziosissimo per classificare in modo nuovo le specie viventi, le somiglianze, le differenze e le parentele. Il grande Linneo sarebbe sicuramente meravigliato nello scoprire questo modo nuovo di guardare la storia della vita, ma in cosa consiste? Guardiamo in dettaglio. Si stima che sulla terra vi siano tra i quattro e i dieci milioni si specie viventi; un numero enorme che rappresenta il nostro più grande patrimonio: la biodiversità. Di queste specie ne conosciamo meno di due milioni e arrivare ad identificarle è stata una fatica che ha visto impegnati scienziati di ogni epoca per più di cinquecento anni. E’ davvero incredibile che per classificare tutti questi organismi ci si serva ancora di un sistema di un medico e botanico svedese del Millesettecento:Linneo.
Linneo per classificare gli esseri viventi, animali e piante, utilizzò la cosidetta tassonomia binomiale introdotta dal botanico tedesco August Quirinius Bachmann detto Rivinus (1652 – 1725) quella che oggi permette, ad esempio, di chiamare l’Uomo, Homo sapiens. Attualmente, però, le nuove conoscenze scientifiche hanno indotto i ricercatori a considerare altri criteri per questo tipo di classificazione: l’analisi del DNA. Analizzare il DNA degli animali riserva molte sorprese. I geni, a partire dalla drosofila all’uomo, sono sempre quei ventimila. E’ come sono regolati che poi porterà dal moscerino all’uomo e nell’ambito dei mammiferi a queste grandi diversificazioni che conosciamo. In definitiva se un organismo semplice come il moscerino ha lo stesso numero di geni di un mammifero vuol dire che alla base dell’infinita varietà di specie viventi c’ è un meccanismo con cui i geni vengono espressi e come intereagiscono tra loro. Queste conoscenze, inaccessibili a Linneo, ci costringono a ripensare perfino all’albero della vita che è basato sull’idea dicotomica: cioè c’è un antenato comune e poi una divisione. Non è detto che l’evoluzione proceda avendo un antenato comune e poi una divisione in due linee. Oggi l’albero filogenetico, viene disegnato anche come una grande ruota apparentemente incomprensibile ma che in realtà dimostra che il DNA degli animali più disparati è in qualche modo collegato. Sostengono alcuni ricercatori che se, come verificato, nel genoma umano si trovano 516 geni batterici è evidente che non c’è stata nessuna commistione di riproduzione sessuata tra un mammifero e un batterio, e il fatto che siano presenti testimoniano che appartenevano o c’è stato un passaggio orizzontale. Il genoma non va più visto come un qualcosa di fisso e solo soggetto alla mutazione, che per caso o per accidente può accadere, ma è dinamico.
Ecco allora alcuni tentativi con i nuovi metodi scientifici per chiarire meglio i lati oscuri e i numerosi punti interrogativi della tassonomia.

Sibley, Ahlquist e Monroe (1988).
Ibridazione, con una particolare tecnica, del DNA di specie diverse per studiarne le affinità parentali.
(La possibilità teorica di usare la differenza strutturale tra DNA di due specie come indicatore della differenza filogenetica tra esse deriva dall’assunto che le mutazioni del DNA avvengono con velocità media uguale in tutte le specie della classe.)


L' utilizzazione del codice genetico.
Il codice a barre è una configurazione di barre parallele di vario spessore e distanza che possono essere interpretate automaticamente mediante appropriati sensori; in generale, questo sistema ha lo scopo di identificare in modo univoco un prodotto, in particolar modo un prodotto commerciale. Paul Herbert, un genetista dell’università canadese di Guelph, ha proposto un nuovo metodo per accelerare il processo di identificazione delle specie: utilizzare brevi sequenze di DNA in modo analogo ai codici a barre dei supermercati. Ogni specie dovrà essere infatti “etichettata” con una sequenza nucleotidica di DNA univocamente associata a quella specie, da utilizzare come riferimento per comparare la sequenza di DNA di una potenziale nuova specie. Una delle più importanti componenti di questa iniziativa è infatti la costruzione di un database pubblico contenente tutte le sequenze delle specie già identificate
Esistono geni che sono più appropriati di altri per essere utilizzati come codici a barre. Il gene ideale deve soddisfare alcune importanti condizioni

1) Essere sufficientemente conservato per essere amplificato via PCR (reazione a catena della polimerasi: è un metodo per ottenere molte copie di un gene, essenziali per poter procedere con il sequenziamento) con primers (brevi sequenze di DNA note indispensabili per avviare il processo di amplificazione dei geni) uguali, che devono quindi funzionare su un vasto range di specie.

2) Abbastanza divergente da consentire di identificare e distinguere anche specie strettamente imparentate tra loro.

3) Non essere molto più lungo di 650 basi nucleotidiche, in quanto questa è la lunghezza ottimale affinché un gene sia sequenziato rapidamente, senza errori e con bassi costi.
I ricercatori sono arrivati a considerare il DNA mitocondriale come il candidato migliore per la realizzazione di questo "codice a barre genetico". Questo materiale genetico, infatti, è presente in piccole quantità all'interno dei mitocondri, le "centrali elettriche" delle cellule. Inoltre, ha caratteristiche che si prestano maggiormente ad un'operazione del genere: si trasmette infatti così com'è da una generazione all'altra. L'attenzione si è concentrata su un gene specifico del DNA mitocondriale, il gene della citocromo c-ossidasi I, l'enzima che ha un ruolo fondamentale nella produzione energetica. E' facile da isolare e le sue variazioni sarebbero tradotte ciascuna in un codice diverso che consentirebbe di distinguere le specie l'una dall'altra. Una volta stabilito questa sorta di "UPC genetico", secondo Hebert, per fare un inventario degli organismi conosciuti e dei codici corrispondenti servirebbero meno di venti anni. Da qui la rivoluzione della tassonomia, con un nuovo approccio più rapido e semplice: solo un piccolo frammento basterebbe ad identificare un organismo.
L'impiego della genetica molecolare ha risolto i problemi della crisi della tassonomia? Ha portato forse una boccata d' ossigeno ma sono ancora tanti i dubbi, i problemi irrisolti e le critiche da parte di studiosi, che pur riconoscendo la possibilità di un utile impiego integrativo delle nuove tecniche, preferiscono migliorare i tradizionali metodi di analisi tassonomica.

Su questi importanti argomenti, che hanno dato luogo ad interessanti dispute fra tassonomi, sono disponibili numerosissime pubblicazioni. Qui, per ragioni di spazio, sono segnalati due lavori ricchi di riferimenti bibliografici.

Bibliografia Craig Moritz, Carla Cicero, 2004 - DNA Barcoding: Promise and Pitfalls - Academic Editor: Charles Godfray, Imperial College
Fabio Stoch, 2005 - Crisi o rinascita? I nuovi orizzonti della tassonomia in Italia - Museo Tridentino di Scienze Naturali, Trento

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[marco cotti]

Grazie Alamanno, notevole e interessante articolo
sei un prezioso aiuto per tutti noi

buonissima serata a te!!

+++[[[

[pietro alessio di maria]

Complimenti per l'articolo, d'avvero molto interessante!!

[Riccardo Roccaforte]

il cervello umano!che voglia di apprendere di capire e di raggiungere l impossibile,che grandi geni del passato ragazzi miei , persone come Linneo e come Mendel,e grazie a loro che ora siamo dové che siamo!
grazie dell articolo signor Alamanno è sempre un piacere leggerli!

[Alessandro Ascheri]

Interessantissimo!
Tempo fà avevo letto qualcosa sulla questione ed in effetti è molto interessante capire dove si potrebbe arrivare con questi nuovi metodi di indagine. Il rischio, molto alto, è che si rimettano in discussioni tassonomie consolidate e teorie stesse dell'evoluzione.

[Francesca Perosino]

Davvero interessantissimo,grazie Alamanno!

[john fernandez]

Come sempre complimenti per il tuo articolo, e' uno studio approfondiito .sulla materia . Nel weekend trovero' il tempo per leggerlo bene, una lettura veloce non basta.

[roberto ghidini]

Interessantissimo argomento Prof Alamanno,bisogna riconoscere che con lo studio del DNA si sono fatte scoperte senzazionali che con la sola osservazione di Linneo sarebbero state impossibili.Mi sento di ringraziare tra tutte l Università di Madrid,che specialmente per i fringillidi ha fatto molto.
Purtroppo credo che finche durerà questa crisi sarà difficile che si continui ad analizzare il genoma degli uccelli,ci vorrebbe una donazione di un Bill Gates o di uno sceicco appassionato. ::-°°-

[Pierluigi d'Amore]

Alamanno,grazie per questa lettura d'alto livello,e grazie per i riferimenti.((/

::-°°-

[Amblynura]

Molto interessante ed illuminante. Complimenti.
Ho visto che in base a queste nuove tecniche , Sibley e Monroe hanno rivoluzionato la Sistematica. Ad esempio : Gli Estrildidi sono declassati al rango di sottofamiglia della famiglia Passeridae , quindi la categoria tassonomica da Estrildidae viene riclassicata come Estrildinae ( -inae è il suffisso delle sottofamiglie) e contemporaneamente suddivisi in due Tribù : Estrildini e Viduini.
Per quel che riguarda i Fringillidi: la famiglia Fringillidae rimane tale ma suddivisa in 3 sottofamiglie: non più Fringillinae e Carduelinae , ma Peucedraminae ,Fringillinae ed Emberizinae. La sottofamiglia Fringillinae è suddivisa nelle seguenti tribù: Fringillini, Carduelini e Depranidini; la sottofamiglia Emberizinae in 5 Tribù : Emberizini, Parulini, Thraupini, Cardinalini, Icterini.
Non credo che questo tipo di Classificazione sia universalmente accettata dagli studiosi. Bisogna tener presente che la Scienza non ha dogmi, le informazioni tratte dalle tecniche di Ibridazione DNA-DNA vanno anche interpretate. Non è detto che tra 10 anni, altre scoperte non possano perfezionare la classificazione di Sibley e Monroe.
Il concetto di parentela tra famiglie e specie è anche influenzato dalla mentalità e dalla cultura dello studioso, almeno nel campo della Sistematica classica. Gli Anglosassoni tendono a mettere in evidenza le somiglianze ed a raggruppare il più possibile i Taxa nelle stesse categorie sistematiche; tendono anche a riconoscere un numero inferiore di Specie. Invece gli studiosi tedeschi tendono a separare , ad elevare al rango di Specie popolazioni considerate dagli anglosassoni Sottospecie, riconoscono anche più Generi.