L'animale con più geni? La pulce d'acqua

L'animale con più geni? Se la prima risposta che vi balza alla mente è l'essere umano, siete in errore. L'animale con più geni è un piccolo crostaceo d'acqua dolce, la Daphnia pulex, chiamata anche pulce d'acqua.
Con i suoi circa 31.000 geni (contro i circa 23.000 dell'essere umano, anche se è soltanto una stima parecchio discussa), la Daphnia pulex è l'animale con più geni finora noto. "L'alto numero di geni della Daphnia pulex è dovuto in gran parte al fatto che i suoi geni si moltiplicani, creando copie ad una velocità superiore alle altre specie" spiega John Colbourne, a capo del progetto Daphnia Genomics Consortium. "Stimiamo una velocità di moltiplicazione tre volte più alta di quella di altri invertebrati, e del 30% più elevata di quella degli esseri umani".
La Daphnia pulex è la specie più comune di pulce d'acqua diffusa in tutto il mondo, dalle Americhe all'Australia. E' un piccolo crostaceo che vive in laghi e pozze d'acqua, e che si nutre di zooplancton.
La Daphnia pulex è un organismo studiato da secoli per la sua importanza nella catena alimentare acquatica, e per la sua reazione allo stres ambientale: la pulce d'acqua si riproduce in assenza di maschi se posta sotto stress, clonando se stessa fino a quando non si verificano condizioni favorevoli alla riproduzione sessuata.
Si scopre ora che la Daphnia è anche un organismo dotato di un genoma decisamente fuori dall'ordinario. "Circa un terzo dei geni della Daphnia pulex non hanno precedenti in altri organismi. In altre parole, sono completamente nuovi alla scienza" dice Don Gilbert, co-autore della ricerca.
Non è strano che un patrimonio genetico contenga alcuni geni dalle funzioni sconosciute. Ma la quantità di geni sconosciuti della Daphnia è davvero impressionante, e pare abbiano un ruolo significativo nell'ecologia di questo crostaceo. "Se questa vasta frazione di genoma si è evoluto per risolvere sfide ambientali, l'informazione che abbiamo dalle specie modello usate in laboratorio potrebbero essere insufficienti a scoprire il ruolo di un numero considerevole dei geni della Daphnia" dice Colbourne.
Perchè concentrarsi su un costaceo minuscolo, quando c'è l'intero regno animale da studiare? Perchè la Daphnia sta aprendo la strada a quella che viene definita "genomica ambientale", un campo della ricerca scientifica che mira a comprendere come i geni e l'ambiente interagiscano nel modellare un organismo vivente.
"Il sistema della Daphnia è un sensore acquatico, una potenziale versione ad alta tecnologia del canarino da miniera" spiega James E. Klaunig, professore della IU Bloomington convinto che la Daphnia possa essere un perfetto indicatore della salute ambientale delle acque.
Per farla breve e semplice, una Daphnia immersa in un ambiente inquinato inizierà ad esprimere determinati geni e a sopprimerne altri, e a reagire diversamente rispetto ad una pulce d'acqua immersa in acqua priva di inquinanti.
Vista la velocità di clonazione e di moltiplicazione dei geni della Daphnia, si potrà verificare l'effetto di agenti inquinanti sulla fauna acquatica molto più velocemente di quanto sia possibile fare ora.
"Fino ad ora, la Daphnia è stata utilizzata principalmente come specie sentinella per monitorare l'integrità dei sistemi acquatici" dice Joseph haw, co-autore della ricerca e biologo della IU School of Public and Environmental Affairs. "Ma con i molti geni condivisi tra Daphnia e essere umano, potremo anche utilizzarla come modello per rispondere a problemi legati alla salute umana. Ci mette in una situazione tale da poter integrare gli studi sulla qualità ambientale con la ricerca sulle malattie umane".
Ma per quale motivo la Daphna ha così tanti geni? I ricercatori coinvolti nella ricerca non ne sono sicuri, e stanno ancora cercando una risposta.
E' incredibile quanto un organismo così piccolo possa rappresentare contemporaneamente un mistero genetico e una piccola rivoluzione nel campo della ricerca biologico-ambientale.
La Daphnia, tuttavia, non è l'organismo vivente con più geni in assoluto. E' l'animale che ha il numero più elevato di geni tra tutti quelli il cui genoma è stato sequenziato, ma il continuo lavoro dei genetisti sul DNA animale potrebbe probabilmente infrangere questo primato molto presto.
Animal with the most genes? A tiny crustacean: First crustacean genome sequenced