Cuscuta: la pianta parassita che “ruba” il DNA

I geni ottenuti dall'ospite svolgono varie funzioni all'interno della cuscuta, che diviene così un parassita sempre più efficiente

cuscuta - pianta parassita
Esemplare di Cuscuta campestris, una pianta parassita nativa del Nord America e oggi diffusa anche in altri paesi come l'Australia (Photo credit by: By Kristian Peters -- Fabelfroh 11:46, 16 September 2007 (UTC) - photographed by Kristian Peters, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=2762006)

Un gruppo di ricercatori ha scoperto una nuova, bizzarra, strategia di sopravvivenza adottata dalle piante parassite appartenenti al genere Cuscuta. Queste, sono in grado di acquisire parte del materiale genetico dell’organismo ospite, ottenendo numerosi vantaggi.

Lo studio – pubblicato su Nature Plants – è opera di un team internazionale e frutto della collaborazione di vari istituti, come la Virginia Polytechnic Institute and State University e The Pennsylvania State University.

Le piante parassite

Le piante parassite ricavano almeno una parte del loro nutrimento da altri organismi. Questi vegetali possiedono radici modificate – gli austori – tramite cui penetrano all’interno dell’ospite, fino a raggiungere i vasi che trasportano le sostanze nutritive. Alcune specie sono in grado di individuare potenziali prede rilevando la presenza di determinati composti nel suolo o nell’aria.

Si stima che esistano circa 4500 specie parassite fra le angiosperme – le piante a fiore – mentre Parasitaxus usta è l’unica nota tra le gimnosperme – gruppo che comprende anche le conifere.

Alcune piante – definite emiparassite – sono in grado di produrre nutrienti tramite la fotosintesi e, perciò, si limitano a sottrarre acqua e sali minerali. Al contrario, le oloparassite hanno perso questa capacità, e sono costrette a ricavare gli zuccheri di cui hanno bisogno dall’ospite.

Sebbene alcune piante parassite rappresentino un’importante risorsa – in ambito medico o nella lotta alle specie invasive – altre, come Striga e Orobanche, possono provocare ingenti danni alle coltivazioni. Ogni anno, l’agricoltura subisce perdite per miliardi di dollari a causa di questi organismi, che possono essere estremamente difficili da eliminare.

La ladra di geni

La cuscuta è una pianta parassita diffusa nelle regioni temperate e, soprattutto, in quelle tropicali. Questo organismo può attaccare una grande varietà di specie – incluse quelle impiegate in agricoltura – avvolgendosi intorno ad esse e sottraendo i nutrienti.

Talvolta, lo stretto legame che unisce ospite e parassita può portare al trasferimento di materiale genetico dal primo verso il secondo. Questo evento – detto “trasferimento genico orizzontale” – è particolarmente comune tra i batteri, e può contribuire alla rapida diffusione dei geni responsabili di fenomeni di resistenza agli antibiotici.

Solitamente, nel caso di organismi più complessi, il materiale acquisito non è funzionale. Tuttavia, un recente studio suggerisce che la Cuscuta sfrutti attivamente questo processo per “potenziarsi”.

In totale, gli scienziati hanno osservato il trasferimento di ben 108 geni verso piante appartenenti a questo genere. Essi, sarebbero coinvolti in diversi processi, dal superamento delle difese dell’ospite allo sviluppo degli austori.

Di questi geni, 18 sono stati identificati in tutte le specie di Cuscuta. Ciò suggerisce che il trasferimento genico abbia profondamente influenzato la loro evoluzione.

Come affermato da Claude W. dePamphilis – biologo presso la Penn State – “In questo caso, 18 di tali geni erano presenti nell’antenato comune di tutte le specie di cuscuta attualmente esistenti, il che potrebbe aver contribuito al successo di questi parassiti”.

La pianta non è capace di selezionare il materiale utile, perciò alcuni tratti di DNA acquisiti non svolgono alcuna funzione. “Ma la selezione naturale favorisce il mantenimento dei geni utili e la rimozione di quei segmenti che lo sono di meno”, afferma dePamphilis.

Futuri studi potranno approfondire le modalità di trasferimento dei geni, ad esempio rivelando se è possibile che anche l’ospite riceva DNA dal parassita. Inoltre, non è da escludere che lo stesso processo avvenga in molte altre specie.

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