Gli esseri umani hanno a lungo influenzato la distribuzione e la sopravvivenza delle specie. In particolare, le nostre azioni hanno accelerato il cambiamento climatico e l’introduzione di specie attraverso gli oceani, portando spesso all’espansione degli areali ecologici delle specie. Ciò influisce sulle interazioni tra gli organismi e sulla diffusione degli agenti patogeni.
Tuttavia, l’attività umana può avere anche effetti più indiretti e meno evidenti. Questo perché le interazioni possono avvenire anche a livello del DNA, mediante il trasferimento di materiale genetico da una specie all’altra. Questo fenomeno è noto come trasferimento genico orizzontale, in contrasto con il trasferimento genico verticale dai genitori alla prole.
Sebbene sia molto più comune nei batteri e più comunemente discusso per il suo ruolo nella diffusione della resistenza agli antibiotici, il trasferimento orizzontale può anche influenzare l’evoluzione degli animali.
Nel caso degli animali, i principali componenti del DNA che viaggiano sono chiamati elementi trasponibili, noti anche come trasposoni o “geni che saltano”. Nella loro forma attiva, i trasposoni possono spostarsi all’interno del genoma, spesso replicandosi nel processo. L’inserimento in geni o sequenze regolatrici può alterare la funzione cellulare e infine compromettere o migliorare la sopravvivenza e la riproduzione di un organismo.
“I trasposoni possono diffondersi tra più specie imparentate molto rapidamente e su grandi distanze”
Sebbene tali cambiamenti genomici possano essere vantaggiosi per l’adattamento, gli organismi esibiscono vari meccanismi di difesa per prevenire eccessivi riarrangiamenti del DNA. Tuttavia, i trasposoni possono aggirare questo problema trasferendosi a una specie diversa che non ha ancora sviluppato tale difesa. I mezzi di trasporto dei trasposoni non sono stati ancora chiariti, ma un gruppo di mediatori proposti – le astronavi, si potrebbe dire – sono virus che possono infettare specie affini. Ciò si riferisce alla capacità di alcuni virus di inserire il proprio DNA in quello dell’ospite. Se, nel processo di infezione, il virus assorbe accidentalmente un elemento trasponibile, potrebbe poi trasportarlo in un altro organismo.
A seguito della ridistribuzione ecologica, due nuove specie possono entrare in contatto. Se avviene il trasferimento orizzontale del trasposone, ciò può promuovere cambiamenti nell’ecosistema molecolare e potenzialmente guidare l’evoluzione delle specie riceventi.
Uno studio recente ha studiato i movimenti di diversi trasposoni tra le specie di moscerini della frutta analizzando le loro sequenze di DNA e costruendo alberi evolutivi. In particolare, la comune mosca della frutta Drosophila melanogaster è diventato cosmopolita poiché il suo areale ora abbraccia tutti i continenti tranne l’Antartide.
Perché Drosophila Si nutrono principalmente di lieviti come quelli presenti sulla frutta marcia, queste mosche sono state ampiamente diffuse attraverso il trasporto e il commercio della frutta. Cosmopolita, quindi Drosophila può raggiungere specie imparentate precedentemente non incontrate, portando potenzialmente all’acquisizione e alla diffusione di elementi trasponibili. Ciò è coerente con i risultati precedenti secondo cui la vicinanza geografica e la parentela filogenetica aumentano il trasferimento orizzontale negli insetti.
“Cambiamenti così accelerati nei genomi degli organismi potrebbero avere gravi conseguenze ecologiche”
Lo studio suggerisce che il cosmopolita Drosophila ottenuto due trasposoni, Shellder E Spoink (dal nome dei Pokémon), in seguito al suo arrivo nelle Americhe circa duecento anni fa. Ciò sembra aver innescato una cascata di invasioni, poiché le specie cosmopolite hanno poi diffuso questi elementi a specie endemiche più distanti in Africa e nell’Oceano Indiano. Queste invasioni sono avvenute solo negli ultimi 50 anni, dimostrando come i trasposoni possano diffondersi tra più specie imparentate molto rapidamente e su grandi distanze con l’aiuto di specie cosmopolite.
Gli effetti dell’aumento del trasferimento orizzontale dei trasposoni sono molto difficili da prevedere. Ma, probabilmente, tali cambiamenti accelerati nei genomi degli insetti e di altri organismi potrebbero avere gravi conseguenze ecologiche. L’introduzione di trasposoni attivi potrebbe influenzare la sopravvivenza di una specie nel suo ambiente attuale, nonché la sua capacità di adattarsi alle mutevoli condizioni e di occupare nuove nicchie.
A causa delle complesse interazioni tra le specie, tali cambiamenti potrebbero in definitiva influenzare interi ecosistemi. È importante sottolineare che i moscerini della frutta non sono gli unici insetti i cui genomi potrebbero essere influenzati dall’attività umana. Molti insetti vengono trasportati in nuovi areali a causa dell’eccessiva importazione di piante. Poiché l’invasione degli insetti è in ritardo rispetto a quella delle piante, gli scienziati si aspettano che migliaia di nuove invasioni di insetti seguiranno le invasioni di piante avvenute negli ultimi anni.
“Lo studio suggerisce che il cosmopolita Drosophila ottenuto due trasposoni, Shellder E Spoink”
Naturalmente è molto ipotetico valutare l’impatto del trasferimento orizzontale di trasposoni guidato dall’attività umana. Dopotutto, il sequenziamento e l’analisi di interi genomi sono diventati una pratica comune solo negli ultimi 20 anni, e gli eventi di trasferimento orizzontale sono ancora scarsamente caratterizzati. Tuttavia, è stato stabilito che il trasferimento orizzontale dei geni contribuisce in modo determinante all’evoluzione. Sorprendentemente, si ritiene che l’evoluzione delle piante terrestri dalle alghe sia stata fortemente facilitata dalla ricezione del DNA di batteri e funghi.
È importante apprezzare il modo in cui l’attività umana può avere un impatto sugli ecosistemi su più scale complesse. Dai cambiamenti climatici che colpiscono gli habitat al commercio e ai trasporti che fungono da ponti per i viaggi genetici intercontinentali, continuiamo a modellare il nostro pianeta in modi imprevedibili.
