I segreti genetici di una pianta che non può morire

Oggi parleremo della Welwitschia, una delle piante più antiche del Terra. Ha solo due foglie che si allungano costantemente, in un arco di vita che può durare millenni. Un interessante studio pubblicato di recente su Nature Communications, rivela alcuni dei segreti genetici della Welwitschia, la pianta iconica nell’arido deserto del Namib tra l’Angola e la Namibia.

Come indica il suo nome in afrikaans (tweeblaarkanniedood: significa “due foglie che non possono morire”), Welwitschia ha solo due foglie, che si allungano costantemente, in una vita che può durare millenni. Quando smette di crescere, vuol dire che è morta. In effetti, si ritiene che alcuni degli esemplari più grandi abbiano più di 3000 anni.

Un genoma molto efficiente e a basso costo

I ricercatori, guidati da Tao Wan, botanico del Fairy Lake Botanical Garden a Shenzhen, in Cina, hanno analizzato il genoma della pianta per comprenderne la forma unica, l’estrema longevità e la profonda resilienza. Pertanto, hanno concluso che, circa 86 milioni di anni fa, durante un periodo di maggiore aridità e prolungata siccità nella regione (e forse la formazione dello stesso deserto del Namib) il genoma completo di Welwitschia è raddoppiato dopo un errore nella divisione cellulare, indica Wan, che dettaglia che lo “stress estremo” è spesso associato a tali eventi di moltiplicazione.

I segreti genetici di una pianta che non può morire

Avere più materiale genetico però, ha un costo, continua lo scienziato, spiegando che “l’attività più basilare per la vita è la replicazione del DNA“, quindi “se hai un genoma grande, è molto importante mantenere la vita”, soprattutto in un ambiente così difficile come il deserto.

Metilazione del DNA

D’altra parte, una grande quantità del genoma di Welwitschia è sequenze di DNA “spazzatura” auto-replicanti chiamate retrotrasposoni, che hanno subito un’esplosione di attività un milione o due

milioni di anni fa, probabilmente a causa di un aumento dello stress termico. Per contrastare questo, il genoma di Welwitschia ha subito diffusi cambiamenti epigenetici che hanno messo a tacere il DNA spazzatura attraverso un processo chiamato “metilazione del DNA“.

Secondo Wan, questo processo, insieme ad altre forze selettive, ha ridotto drasticamente le dimensioni e il costo di mantenimento dell’energia della libreria di DNA duplicata di Welwitschia, dandogli un genoma molto efficiente e a basso costo.

Altri aggiustamenti genetici

Inoltre, poiché la foglia media della pianta cresce dalle punte, o punte del suo stelo e rami, la punta di crescita originale di Welwitschia muore, in modo che le sue foglie emergano da un’area vulnerabile dell’anatomia della pianta chiamata meristema basale, che fornisce cellule fresche alla pianta in crescita, afferma l’esperto. Un gran numero di copie o una maggiore attività di alcuni geni coinvolti in un metabolismo efficiente, crescita cellulare e resistenza in quest’area possono aiutarlo a continuare a crescere in condizioni di estremo stress ambientale.

Le lezioni genetiche di Welwitschia possono aiutare gli esseri umani a coltivare raccolti più forti e meno assetati in un contesto di riscaldamento globale, conclude il New York Times.


Fonte: The Welwitschia genome reveals a unique biology underpinning extreme longevity in deserts [Nature]