Come Venus flytraps ha evoluto il suo gusto per la carne

Come fa una pianta a sviluppare il gusto per la carne? Nell’opera Little Shop of Horrors, basta una goccia di sangue umano. Ma nella vita reale, ci vuole molto di più. Ora, uno studio su tre piante carnivore strettamente correlate suggerisce un abile rimescolamento genetico che le ha aiutate ad evolvere la capacità di catturare e digerire pasti ricchi di proteine.

Le piante carnivore hanno sviluppato molti modi subdoli per catturare le prede. Le piante pitcher, per esempio, usano “trappole a trabocchetto” che contengono enzimi per digerire gli insetti vaganti. Altre, tra cui la stretta parente Venus flytrap (Dionaea muscipula), la pianta acquatica a ruota (Aldrovanda vesiculosa) e la drosera (Drosera spatulata), usano trappole mobili. La drosera arrotola il suo tappetino appiccicoso quando le zanzare vengono catturate. E la trappola di Venere usa foglie modificate, o cuscinetti, che si chiudono a scatto quando un insetto atterra – ma solo dopo che i cuscinetti percepiscono più tocchi sui loro peli.

Per scoprire come si sono evolute queste trappole, i ricercatori guidati dal biologo evolutivo computazionale Jörg Schultz e dal biologo delle piante Rainer Hedrich, entrambi dell’Università di Würzburg, hanno sequenziato i genomi della drosera, della ruota acquatica e della trappola di Venere, che sono tutti strettamente correlati. Hanno poi confrontato i loro genomi con quelli di altre nove piante, tra cui una pianta carnivora e piante non carnivore di barbabietola e papaia.

Hanno scoperto che la chiave per l’evoluzione del mangiare carne in questa parte del regno vegetale era la duplicazione dell’intero genoma in un antenato comune che ha vissuto circa 60 milioni di anni fa, il team riferisce oggi in Current Biology. Quella duplicazione ha liberato copie di geni una volta utilizzati in radici, foglie e sistemi sensoriali per rilevare e digerire la preda. Per esempio, le piante carnivore hanno riproposto le copie dei geni che aiutano le radici ad assorbire i nutrienti, per assorbire i nutrienti nella preda digerita. “Che i geni delle radici siano espressi nelle foglie delle carnivore è assolutamente affascinante”, dice Kenneth Cameron, un botanico dell’Università del Wisconsin, Madison.

Hedrich e i suoi colleghi concludono che il carnivoro si è evoluto una volta nell’antenato delle tre specie e, indipendentemente, nella pianta brocca. Aggiungendo queste due nuove origini ad altre già documentate, i ricercatori concludono che il mangiare carne si è evoluto almeno sei volte.

“La forza è l’analisi comparativa”, dice Maria Logacheva, uno scienziato delle piante presso l’Istituto Skolkovo di Scienza e Tecnologia, che non è stato coinvolto nel lavoro. “Tuttavia, Victor Albert, un biologo evolutivo delle piante presso l’Università di Buffalo, dice che la squadra di Hedrich non ha abbastanza dati per sostenere le due nuove origini, soprattutto perché alcuni geni essenziali per la predazione esistevano in un antenato precedente comune alle piante lanciatrici e le tre piante appena sequenziate. Il suo team sta sequenziando altre due specie di drosera per aiutare a chiarire cosa è successo.

Ma Luis Herrera-Estrella, un genomicista di piante alla Texas Tech University, è contento di sapere dei nuovi geni che sono ora collegati al carnivoro. Lui e altri possono studiare come i geni sono stati ricablati per rendere possibile il consumo di carne. Infatti, dice Hedrich, sembra che la maggior parte delle piante abbia già molti dei geni necessari. “La strada verso il carnivoro sembra essere aperta per tutte le piante.”

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