Scoperta rivoluzionaria: ecco come sono emersi gli eucarioti complessi!

Scoperta rivoluzionaria: ecco come sono emersi gli eucarioti complessi!

In uno studio pionieristico, ricercatori di Magonza, Valencia, Madrid e Zurigo hanno acquisito importanti conoscenze sulla formazione degli eucarioti. Come presse.uni-mainz.de Secondo quanto riferito, gli scienziati si sono concentrati sulla comprensione dell'evoluzione delle cellule complesse che costituiscono la base di specie come funghi, piante e animali.

Le prime forme di vita erano limitate a cellule procariotiche che avevano materiale genetico fluttuante nel citoplasma. Al contrario, gli eucarioti hanno un nucleo cellulare e numerosi organelli che consentono una struttura cellulare complessa. La formazione di queste cellule complesse è spiegata dalla teoria endosimbionte, che postula che gli eucarioti siano nati attraverso una simbiosi tra batteri e archaea.

Transizioni evolutive e crescita dei geni

Un aspetto centrale della ricerca è la mancanza di intermediari evolutivi tra procarioti ed eucarioti. I risultati sono stati pubblicati sulla rinomata rivista scientifica PNAS, e i ricercatori hanno utilizzato metodi quantitativi per analizzare la crescita e l’evoluzione dei geni.

Inizialmente hanno osservato una crescita uniforme dei geni codificanti le proteine, seguita da tensioni che sono emerse mentre i geni continuavano a crescere. Si scopre che l'evoluzione ha integrato regioni non codificanti nel progetto genetico per supportare la crescita dei geni. È interessante notare che la lunghezza media delle proteine ​​è rimasta ferma a circa 500 aminoacidi, mentre i geni erano ancora in grado di crescere in modo esponenziale. Una transizione evolutiva critica è datata a 2,6 miliardi di anni fa.

Queste scoperte sulla crescita dei geni non sono importanti solo per la biologia, ma hanno rilevanza anche per altre discipline scientifiche. Lo sviluppo della cellula eucariotica ha gettato le basi per lo sviluppo degli organismi multicellulari e della sessualità.

Il ruolo dell'endosimbiosi

Oltre allo sviluppo evolutivo, è importante considerare il ruolo dell'endosimbiosi. Come bio.libretexts.org /20%3A_Phylogenies_and_the_History_of_Life/20.03%3A_Perspectives_on_the_Phylogenetic_Tree/20.3C%3A_Endosymbiotic_Theory_and_the_Evolution_of_Eukaryotes), il trasferimento genico orizzontale (HGT) può verificarsi attraverso la fusione del genoma durante l'endosimbiosi tra specie diverse. Questo processo ha portato alla creazione di cellule con geni di entrambi gli organismi, il che potrebbe spiegare l’acquisizione di mitocondri e cloroplasti.

Tuttavia, ci sono ancora dibattiti tra gli scienziati sull’origine del nucleo cellulare. Il DNA mitocondriale proviene da genomi circolari di batteri cosiddetti “catturati” e viene ereditato solo per via materna. Diverse ipotesi sull'origine degli eucarioti e del nucleo cellulare competono, inclusa l'ipotesi che i procarioti producessero una membrana aggiuntiva attorno ai cromosomi batterici.

La questione se il nucleo cellulare sia emerso prima o solo dopo la fusione con i batteri rimane aperta e richiede ulteriori ricerche. Tutte le ipotesi sono verificabili e richiedono ulteriori sperimentazioni per determinare quale sia meglio supportata dai dati.

Considerati gli approcci complementari di biologi evoluzionisti, biologi computazionali e fisici, lo studio mostra il potenziale della collaborazione interdisciplinare nella scienza ed evidenzia la complessità dell’evoluzione della vita sulla Terra.