Tim Fitzharris/NGS
Giraffe discostati dal loro parente più prossimo, l’okapi, circa 11,5 milioni di anni fa.
Chiamalo un compito alto: i ricercatori hanno decodificato i genomi della giraffa e del suo parente più prossimo, l’okapi., Le sequenze, pubblicate il 17 maggio su Nature Communications1, rivelano indizi sull’antico mistero di come la giraffa abbia evoluto il collo e le zampe insolitamente lunghe.
Ricercatori negli Stati Uniti e in Tanzania hanno analizzato il materiale genetico di due giraffe Masai (Giraffa camelopardalis tippelskirchi) della Riserva Nazionale Masai Mara in Kenya, una allo zoo di Nashville in Tennessee e un feto okapi (Okapia johnstoni) del White Oak Conservation Center di Yulee, in Florida.,
“Questa è un’altra meravigliosa dimostrazione del potere della genomica comparativa di collegare l’evoluzione delle specie animali su questo pianeta a eventi molecolari che sappiamo devono sostenere la straordinaria diversità della vita su questo pianeta”, afferma David Haussler, direttore del Genomics Institute presso l’Università della California, Santa Cruz.
Vista lunga
Come i mammiferi più alti della Terra, le giraffe possono raggiungere altezze fino a quasi 6 metri, con colli che si estendono per 2 metri., Per evitare svenimenti quando abbassano la testa per bere acqua, le giraffe hanno sviluppato un meccanismo di pompaggio insolitamente forte nei loro cuori che può mantenere una pressione sanguigna 2,5 volte maggiore di quella degli esseri umani. Per mantenere l’equilibrio e raggiungere sprint fino a 60 chilometri all’ora, le giraffe hanno un dorso inclinato, gambe lunghe e tronchi corti. Ma il loro parente più prossimo-l’okapi-assomiglia a una zebra e manca di quelle modifiche.,
Precedenti ricerche genetiche hanno suggerito che l’okapi e la giraffa divergevano da un antenato comune circa 16 milioni di anni fa, afferma il coautore dello studio Douglas Cavener, biologo della Pennsylvania State University di University Park. Ma l’ultimo studio ha scoperto che le due specie divergevano molto più recentemente, circa 11,5 milioni di anni fa.,
Per identificare i cambiamenti genetici associati alle qualità uniche della giraffa, Cavener e i suoi colleghi hanno confrontato le sequenze di codifica genica del genoma della giraffa con quelle dell’okapi e quindi con quelle di oltre 40 altri mammiferi, tra cui pecore, mucche e umani.
Tall tale
Gli scienziati hanno trovato circa 70 geni nel genoma della giraffa che hanno mostrato adattamenti non visti in altri mammiferi. Due terzi di questi geni codificano per proteine legate alla regolazione di diversi aspetti dello sviluppo e della fisiologia, in particolare nei sistemi scheletrico e cardiovascolare., Quattro di loro, ad esempio, sono geni ‘homeobox’ associati allo sviluppo della colonna vertebrale e delle gambe.
” Tutti questi geni nella giraffa-li abbiamo noi stessi. Ciò che ha reso le giraffe uniche è solo armeggiare con loro un po ‘ e modificarle in modi sottili”, dice Cavener.
Alcuni dei geni specifici identificati sono coinvolti nella regolazione dello sviluppo sia scheletrico che cardiovascolare. Ciò potrebbe significare che le mutazioni in un piccolo numero di geni stanno guidando adattamenti della giraffa, come un collo lungo e un sistema cardiovascolare turbocompresso, in parallelo, dice Cavener.,
Questo studio identifica i geni associati agli adattamenti della giraffa, ma non dimostra il loro ruolo nell’evoluzione dell’animale. Cavener e co-autore Morris Agaba-un genetista molecolare presso il Nelson Mandela African Institute for Science and Technology di Arusha, Tanzania-piano per testare questa connessione introducendo le mutazioni della colonna vertebrale e delle gambe nei topi utilizzando tecniche di editing genetico. ” L’ultimo sarebbe fare un topo dal collo lungo”, scherza Cavener.,
Ambientalisti come Derek Lee, un ecologo quantitativo presso il Wild Nature Institute di Weaverville, North Carolina, vedono un beneficio più immediato delle nuove scoperte: portare l’attenzione sulla situazione delle giraffe. Nei boschi della savana africana, le giraffe banchettano sugli alberi di acacia e fungono da preda per predatori come leoni e iene. Ma negli ultimi 15 anni, il loro numero è crollato del 40% a causa della perdita di habitat e della caccia illegale alla carne di bushmeat. Ci sono circa 80.000 giraffe rimaste sul continente.
“Le giraffe sono diminuite precipitosamente in natura”, dice Lee., “Sarebbe una farsa perdere questo magnifico animale quando stiamo appena iniziando a capire il suo codice genetico.”