Lo studio della transizione alla vita pluricellulare da tempo intriga i biologi evoluzionistici; per il passaggio dagli esseri unicellulari agli organismi multicellulari ci sono voluti circa tre miliardi di anni.
In uno studio pubblicato su PNAS, però, il team guidato da William C. Ratcliff dell’Università del Minnesota è riuscito in questa impresa in solo 60 giorni. Gli scienziati hanno scelto come organismi unicellulari il Saccharomyces cerevisiae, questi organismi sono stati fatti crescere per un giorno in fiasche contenenti terreno di coltura ricco di sostanza nutritive.
Poi hanno usato una centrifuga per stratificare il contenuto attraverso il peso. I gruppi di cellule che si depositavano più velocemente sul fondo del liquido di coltura essendo più pesanti, venivano selezionati avendo un genotipo cellulare più favorevole all’aggregazione, e trasferiti su dei nuovi sopporti.
Sessanta cicli più tardi era emerso un fenotipo dominante in grado di fornire un vantaggio evolutivo nell'ambiente predisposto.
L’analisi microscopica infatti di questi cluster mostrava che non erano solo gruppi di cellule casuali che aderivano gli uni agli altri, ma erano formati da cellule di forma e di dimensioni simili che condividevano un patrimonio genetico che promuoveva la cooperazione.
I lieviti non crescevano più come singole cellule, inoltre quando il cluster raggiungeva una dimensione critica, alcune cellule morivano in processi di apoptosi per favorire la riproduzione delle altre.
Si erano evoluti in esseri pluricellulari, manifestando tutte le tendenze associate a forme di vita "superiori": divisione del lavoro tra cellule specializzate, prole pluricellulare.
"Un cluster da solo non è multicellulare", dice Ratcliff "Ma quando le cellule di un cluster cooperano, fanno sacrifici per il bene comune, e si adattano al cambiamento, questo è un passaggio evolutivo per la multicellularità".
Questo studio è il primo ad osservare sperimentalmente la transizione alla vita multicellulare, la scoperta potrebbe avere anche implicazioni per i ricercatori in altri campi come l’allevamento mirato di organismi unicellulari per la produzione biotecnologica.
Un'evoluzione in 60 giorni
prossimo articolo
Houston, abbiamo un problema: se la risposta fosse un gemello digitale?
La celebre frase «Houston, abbiamo un problema», resa iconica dal film "Apollo 13" con Tom Hanks nel ruolo del comandante Jim Lovell, rimanda alla missione NASA del 1970 che, in seguito a un’esplosione, fallì l’allunaggio, ma riuscì comunque a riportare a casa l’equipaggio grazie a simulazioni delle manovre di emergenza realizzate con l'ausilio di una copia della navicella. Nati per gestire sistemi lontani e complessi, i gemelli digitali affrontano oggi la sfida più ambiziosa: comprendere e governare il sistema Terra. Modellano edifici e reti energetiche delle smart city per ottimizzare consumi ed emissioni, ma replicano anche ecosistemi remoti e fragili, come le Svalbard, per interpretare le dinamiche della crisi climatica.
I gemelli digitali (in inglese digital twins) stanno uscendo dall’ambito industriale per diventare strumenti chiave nelle politiche ambientali e climatiche. E trovano uno spazio sempre più ampio nelle costruzioni, dalle smart cities all’edilizia.