Dall'albero al mosaico genetico, attraverso l'Horizontal Gene Transfer

Qual e' il segreto che si cela dietro all'accelerazione che la complessita' dei viventi ha subìto nel corso del tempo?

La risposta arriva da una ricerca apparsa pochi giorni fa online sulla prestigiosa rivista Physical Review Letters. Sono il biologo teorico Michael Deem, della Rice University (Texas) e il suo collega coreano Jeong-Man Park ad aver sviluppato un modello matematico che razionalizza l'azione del cosiddetto HGT (Horizontal Gene Transfer), il Trasferimento Orizzontale di Geni: si tratta di pezzi di materiale genetico che batteri e virus scambiano continuamente con gli esseri viventi, rendendo possibili veri e propri "salti quantici" nell'aumento della complessita' degli organismi stessi. La teoria dell'HGT per gli organismi superiori, proposta ormai quasi trent'anni fa, comincia ad essere accettata soltanto da alcuni anni, e cioe' da quando indagini di biologia molecolare hanno dimostrato che il genoma di molte specie appartenenti ai diversi regni contiene tracce significative di queste inserzioni genetiche interspecifiche.
Da miliardi di anni, dunque, la Natura e' impegnata in esperimenti di ingegneria genetica: i geni, trasportati da efficaci vettori quali batteri e virus attraverserebbero abilmente il confine critico della barriera interpecifica e avrebbero dato luogo nel tempo ad una vera e propria escalation della complessita': dai semplici procarioti di 3,5 miliardi di anni fa, alla attuale complessita' e biodiversita' pluricellulare esplosa in meno di un miliardo di anni.
Il modello matematico dell'evoluzione mediante HGT di Deem e Park, che fornisce per la prima volta una soluzione esatta in un approccio di questo tipo, tiene conto appunto dell'effetto del trasferimento orizzontale interspecifico di materiale genetico sulla dinamica evolutiva delle specie: questo in contrapposizione ai modelli piu' comunemente proposti, che considerano esclusivamente mutazioni puntiformi e ricombinazione sessuale. Deem e Park dimostrano che l'inclusione dell'HGT nel modello accelera notevolmente la velocita' evolutiva, propagando le mutazioni favorevoli, considerabili come veri e propri moduli di DNA, tra le popolazioni.
Secondo i fautori dell'HGT, quindi, la storia filogenetica della vita e' rappresentata non da un albero, con biforcazioni che sono il risultato di un trasferimento genetico esclusivamente verticale (da genitori a discendenti), ma da un mosaico, dove le specie ereditano orizzontalmente tasselli genetici gia' sperimentati con successo da altre specie.
Paola Nardi