Il fiore di scimmia (Mimulus ringens) è una specie originaria dell’America settentrionale che presenta un ricco assortimento di colori, dalla lavanda al blu, dal rosso al rosa fino al rosso-arancio. Circa 5 milioni di anni fa era anche giallo. Colore che è stato perso nel tempo. I botanici della UConn spiegano cosa è successo geneticamente per eliminare il pigmento giallo e le implicazioni per l’evoluzione delle specie. I fiori di scimmia sono famosi per la loro capacità di crescere in terreni duri e ricchi di minerali, dove altre piante non possono, inoltre sono un esempio da manuale di come un singolo cambiamento genico possa creare una nuova specie. In questo caso, una specie di fiori di scimmia ha perso i pigmenti gialli nei petali ma ha guadagnato il rosa, attirando le api per l’impollinazione. Fino a che un gene chiamato YUP (Yellow Upper) ha avuto il compito di recuperare i pigmenti gialli e portare a mano a mano anche alla produzione di fiori rossi. Putroppo questi colori smisero nuovamente di attirare le api. Fortunatamenente per questa specie, sono intervenuti i colibrì a prendere il ruolo di impollinatori, sostituendosi alle api. Anche i colibrì comunque non erano molto attirati dal giallo e così, nel tempo, hanno continuato a preferire i fiori di scimmia rossi isolandoli geneticamente ovvero, hanno continuato la loro attività di impollinatori solo con i fiori di colore rosso creando così una nuova specie e facendo sparire del tutto il colore giallo dai petali di questo fiore cangiante.
Il gene unico responsabile della perdita del giallo, lo YUP che ne genera altri tre, costituendo una nuova specie
Ovviamente, oltre al lavoro degli impollinatori che ci permette di vedere i cambiamenti a livello fenotipico (quindi tutte le caratteristiche che riguardano la morfologia, e quindi i colori, la forma dei petali, ma ache il comportamento nel caso degli animali e non solo), c’è un importante “dietro le quinte” ad opera della genetica. Chi ha voluto indagare maggiormente sui cambiamenti del genotipo (ovvero, la costituzione genetica di un individuo o di un organismo vivente, che è solo in parte espressa nel corpo del vivente) è stato il botanico dell’UConn, Yaowu Yuan, insieme a collaboratori di altri quattro istituti. Yuan e colleghi hanno dimostrato con esattezza qual è il gene che è cambiato per impedire ai fiori di scimmia di produrre discendenza di colore giallo. La loro ricerca, pubblicata su Science, aggiunge peso alla teoria secondo cui nuovi geni creano diversità fenotipica (ovvero, una diversa morfologia) fino a creare una nuova specie. Il gene YUP in questione si trova in un locus, o regione, del genoma dei fiori di scimmia che presenta tre nuovi geni unici ed esclusivi. Questi nuovi geni non si trovano in nessun’altra specie. Si tratta di duplicati di altri geni provenienti da altre parti del genoma dei fiori di scimmia. In particolare, YUP è un duplicato parziale di un gene preesistente che non ha nulla a che fare con il colore.
I ricercatori, dopo anni di studi, analisi e approfondimenti genetici, hanno scoperto che il gene YUP aveva come bersaglio il regolatore principale dei carotenoidi, i pigmenti che rendono gialli i fiori di scimmia e altre piante. YUP produce molti piccoli RNA che sopprimono il gene dei carotenoidi. Ci sono pochissimi esempi di geni che producono RNA che hanno l’obiettivo di influenzare tratti importanti per la creazione di una nuova specie.
I fiori di scimmia per capire l’evoluzione delle nuove specie
L’unicità di questi tre geni, che si trovano solo in alcuni fiori di scimmia strettamente imparentati, è un indizio importante su come si evolvono le nuove specie. Quasi ogni singola specie ha geni unici”, chiamati “taxon specifici” perché si trovano solo in un piccolo gruppo. “Non abbiamo idea di cosa facciano questi geni”, dice Yuan. “Pensiamo di comprendere l’evoluzione abbastanza bene da poter fare previsioni. Ma ora ci stiamo rendendo conto che non è così. L’evoluzione è così imprevedibile”.
Il suo laboratorio sta ora esaminando come il genoma della scimmia controlla la produzione di pigmento a livello spaziale. Per esempio, alcuni fiori di scimmia hanno petali superiori completamente bianchi, ma petali inferiori colorati. Yuan e i suoi colleghi vogliono capire come le piante sopprimano il pigmento solo in alcune parti del fiore.
