Un articolo pubblicato sulla rivista “BMC Biology” descrive una ricerca genetica che mostra una duplicazione dell’intero genoma nel corso dell’evoluzione degli aracnidi. Un team internazionale di ricercatori in collaborazione con lo Human Genome Sequencing Center al Baylor College of Medicine ha analizzato il DNA del ragno di casa comune (Parasteatoda tepidariorum) (foto ©Calibas) e quello di uno scorpione nord-americano, il Centruroides sculpturatus (foto ©Musides), concludendo che discendono da un antenato comune che visse oltre 450 milioni di anni fa.

Questo studio genetico è parte di un progetto pilota per l’i5K, un progetto più ampio per lo studio genetico di 5.000 specie di artropodi. Questi progetti hanno vari scopi, a volte molto pratici come lo studio dei veleni di ragni e scorpioni a scopi farmaceutici e le ricerche nel campo della scienza dei materiali sulla ragnatela.

Altri scopi sono collegati invece agli studi genetici per capire l’evoluzione degli artropodi e i loro adattamenti a varie nicchie ecologiche. Sono quelli che hanno determinato un successo enorme con la sopravvivenza del phylum degli artropodi per oltre mezzo miliardo di anni attraverso una straordinaria diversificazione.

Il phylum degli artropodi (Arthropoda) include la classe degli aracnidi (Arachnida), che comprende ragni, ordine Araneae, e scorpioni, ordine Scorpiones. Per cercare di capire meglio la storia di ragni e scorpioni, il team dello Human Genome Sequencing Center guidato dal dottor Stephen Richards ha sequenziato il DNA di due rappresentanti di quegli ordini, il ragno di casa comune, chiamato anche ragno di casa comune americano (Parasteatoda tepidariorum), e il più velenoso scorpione nord-americano, il Centruroides sculpturatus.

Il risultato dell’analisi genetica di questi due aracnidi è stato la scoperta di un’antichissima duplicazione completa del genoma. Un artropode vissuto oltre 450 milioni di anni fa è diventato quello che in gergo viene chiamato poliploide in seguito a quella duplicazione. Si tratta di un fenomeno già conosciuto in altri artropodi come i limuli ma quello avvenuto nell’antenato comune di ragni e scorpioni fu probabilmente un evento indipendente.

In questi casi, la maggior parte del materiale genetico generato dalla duplicazione completa del genoma viene successivamente perduta ma una parte contribuisce all’evoluzione di quella specie. Ciò perché alcune copie di geni mutano e assumono nuove funzioni. Ad esempio, sono stati trovati geni del tipo chiamato Hox, che sono molto importanti nello sviluppo della struttura corporea degli animali e nei ragni le loro copie mostrano differenze nella loro espressione.

Studi ulteriori dell’evoluzione di ragni e scorpioni in seguito a varie mutazioni di copie di geni aiuterà a capire la diversificazione avvenuta in questi aracnidi. Questo tipo di ricerca genetica può aiutare a capire meglio vari meccanismi genetici che seguono una duplicazione completa del genoma, anche in altri phylum. Anticamente, ciò è avvenuto anche nei vertebrati, di conseguenza lo studio di questi meccanismi significa capire anche eventi chiave nell’evoluzione degli antenati degli esseri umani.