Passaggio da cellule semplici a complesse, scienziati svelano nuove importanti informazioni

L’acquisizione dei mitocondri da parte delle prime cellule semplici avvenne in uno scenario in cui le stesse cellule vantavano comunque già un certo grado di complessità secondo il nuovo studio (credito: IRB Barcelona, Università di Utrecht)

Gli antichi processi evolutivi che hanno portato alla comparsa delle cellule eucariotiche, considerate precursori di tutta la vita complessa che oggi abbiamo sulla Terra, sono stati analizzati in un nuovo studio pubblicato su Nature Ecology & Evolution.
Nello specifico la linea temporale che ha portato le cellule semplici a diventare cellule eucariotiche complesse sarebbe avanzata in maniera diversa da quanto pensato precedentemente, come rileva il comunicato stampa dell’Istituto per la ricerca in biomedicina di Barcellona (IRB BARCELONA).

I ricercatori dell’istituto spagnolo hanno collaborato con colleghi dell’Università di Utrecht per analizzare quello che resta come uno dei misteri più sconcertanti per quanto riguarda l’emersione della vita, ossia l’origine delle prime cellule complesse, cosa avvenuta con l’incorporazione, da parte delle stesse cellule semplici, dei mitocondri.
In questo modo le cellule sono diventate più grandi, capaci di conservare più DNA e costituite da vari scompartimenti, ognuno dei quali cominciava ad avere il proprio compito.
I mitocondri possono essere considerati come una sorta di “centrale elettrica” delle cellule eucariotiche. Una volta batteri liberi, i mitocondri sono poi stati assorbiti dagli antenati delle cellule eucariotiche odierne, evento che ha aumentato la loro complessità.

I ricercatori sono arrivati alla conclusione che la prima cellula ad incorporare un mitocondrio vantava comunque già un certo livello di complessità paragonabile a quella degli eucarioti per quanto riguarda la struttura e le funzioni.
Per Toni Gabaldón, uno dei ricercatori che hanno redatto lo studio, i risultati conseguiti da lui e dai suoi collaboratori mostrano che questo passaggio è effettivamente stato un evento cruciale ma anche che è accaduto “in uno scenario in cui la complessità delle cellule era già aumentata”.

“Possiamo usare il DNA delle specie contemporanee per ricostruire eventi evolutivi. I nostri geni si sono formati nel corso di eoni di evoluzione. Sono cambiati radicalmente in quel periodo, ma conservano ancora echi di un passato lontano”, spiega Julian Vosseberg, primo autore dello studio. “Abbiamo una grande quantità di materiale genetico disponibile, da una varietà di organismi, e possiamo usare i computer per ricostruire l’evoluzione di migliaia di geni, comprese antiche duplicazioni di geni. Queste ricostruzioni ci hanno permesso di scoprire i tempi di importanti passaggi intermedi.”

Un altro autore dello studio, Berend Snel dell’Università di Utrecht, parla di ricostruzione di una sequenza temporale approssimativa di questi eventi, una sequenza, quella che ha portato alle cellule complesse, da sempre non ben chiara.
Questa sequenza temporale mostra che i complessi meccanismi cellulari che vediamo nelle cellule eucariotiche si erano sviluppati già prima dell’acquisizione dei mitocondri. Tra questi meccanismi, c’era per esempio lo sviluppo del trasporto all’interno della cellula e del citoscheletro: “La simbiosi (con i mitocondri, n.d.r.) non era un evento che serviva da catalizzatore per tutto il resto. Abbiamo osservato un picco nelle duplicazioni geniche molto prima nel tempo, cosa che indica che la complessità cellulare era già aumentata prima di quel momento”, spiega Snel.

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