La tigre della Tasmania, o thylacine, era una delle specie native più enigmatiche dell’Australia.
Era il più grande predatore marsupiale a sopravvivere fino all’arrivo degli europei, ma portava i suoi piccoli in un marsupio come un canguro o un koala.
Tragmaticamente, l’ultimo thylacine conosciuto morì a Hobart nel 1936 dopo una taglia sulla sua testa e dopo decenni di caccia da parte degli agricoltori.
Fotografie e filmati inquietanti degli ultimi tilacini conosciuti e un gran numero di esemplari da museo rivelano un animale inquietante con la sua testa da lupo e le strisce da tigre.
Un nuovo studio condotto dal professor Andrew Pask e da me all’Università di Melbourne, pubblicato sulla rivista Genome Research, ha fatto il primo passo per rispondere a questa domanda confrontando le sequenze complete del DNA del tilacino e del lupo.
E conferma che la somiglianza tra i due non è solo superficiale.
Il tilacino e i canidi placentari come il lupo, il cane e la volpe, sono forse l’esempio più eclatante di evoluzione convergente. Attraverso questo processo, animali lontanamente correlati possono evolvere forme simili in risposta a sfide ambientali condivise.
Nonostante abbiano un ultimo antenato comune almeno 160 milioni di anni fa, questi predatori apicali – che sono in cima alla catena alimentare e non sono predati da altri animali – avevano forme del cranio quasi identiche con proprietà biomeccaniche simili.
La loro somiglianza era così evidente ai primi naturalisti che gli diedero il nome scientifico, Thylacinus cynocephalus, che potrebbe essere tradotto approssimativamente come “testa di cane a sacchetto”.
C’è anche la prova che riempivano nicchie ecologiche simili, con l’arrivo del dingo in Australia implicato nell’estinzione del tilacino sulla terraferma.
Nel 2018, il nostro team ha sequenziato per la prima volta il DNA del thylacine da un joey, etichettato C5757, e ha assemblato una bozza di sequenza del genoma.
Tuttavia, l’analisi dei geni ha rivelato poche prove di affinità molecolari o pressioni simili imposte dalla selezione naturale. Questo presentava un enigma, poiché i geni che codificano le proteine hanno funzioni biologiche molto importanti.
Ora, analizzando i tassi di evoluzione attraverso i genomi di 61 specie di vertebrati, la nostra ricerca ha scoperto centinaia di elementi di DNA non codificanti nel tilacino e nel lupo.
Questi elementi, chiamati ‘TWARs’ (thylacine-wolf accelerated regions), mostrano prove di selezione naturale in entrambe le specie, ma si trovano al di fuori delle molto meglio comprese regioni codificanti le proteine del genoma.
In passato, queste regioni non codificanti erano considerate “DNA spazzatura”, ma oggi si riconosce che svolgono ruoli importanti come regolatori di geni durante lo sviluppo, quando la maggior parte dei tratti che rendono uniche le specie nascono.
Le TWAR erano particolarmente abbondanti vicino ai geni coinvolti nello sviluppo di ossa, cartilagine e muscoli della regione facciale.
Questo suggerisce che la selezione naturale ha agito in modi molto simili in entrambe le specie, costruendo la loro struttura facciale condivisa modificando gli stessi processi di sviluppo sottostanti.
Queste scoperte danno sostegno a un lato di un lungo dibattito nel campo della biologia evolutiva dello sviluppo (noto come ‘Evo-Devo’), per quanto riguarda l’importanza relativa dei geni codificanti le proteine e degli elementi regolatori non codificanti nell’evoluzione.
Paradossalmente, il fatto stesso che i geni facciano così tanto lavoro pesante può effettivamente limitare il loro ruolo nell’adattamento.
Perché un gene può essere importante per lo sviluppo di più strutture durante lo sviluppo, una mutazione può causare danni collaterali in tutto il corpo.
Al contrario, gli elementi regolatori non codificanti in genere controllano l’attività di un gene solo in una o poche regioni del corpo, rendendoli più tolleranti alle mutazioni rispetto ai geni stessi.
Questa proprietà molecolare unica dà alle regioni di regolazione una maggiore “flessibilità” evolutiva e aumenta le possibilità di acquisire una mutazione benefica senza effetti collaterali negativi.
Il cosiddetto ‘DNA spazzatura’ può effettivamente essere il principale motore della diversità negli animali e potrebbe essere la chiave per comprendere l’evoluzione convergente tra il tilacino e il lupo.
Inaspettatamente, nel corso di questo lavoro, il nostro team ha anche scoperto che il tilacino e il lupo hanno mostrato prove di convergenza negli elementi di regolazione dei geni del cervello.
Questa scoperta è stata sorprendente, poiché i cervelli dei marsupiali e dei placentali mostrano grandi differenze strutturali.
Poco è stato documentato sui comportamenti di caccia o sociali dei tilacini prima della loro prematura estinzione, ma queste firme di evoluzione convergente presentano la possibilità allettante che questi lontani cugini possano aver condiviso più che il loro aspetto.
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