evoluzione biologica ei grandi problemi della biologia, xxxiv, 2007

EVOLUZIONE BIOLOGICA E I GRANDI PROBLEMI DELLA BIOLOGIA, XXXIV, 2007
EVOLUZIONE OGGI
L’EVOLUZIONE DEI MICRORGANISMI E L’EVOLUZIONE DA MICRORGANISMI
Piero Cappuccinelli
Università di Sassari
•
Sommario
I microrganismi comprendono organismi unicellulari procarioti come batteri, archea e cianoficee ed eucarioti
come protozoi, miceti ed alghe e la loro origine risale a circa 3,8 miliardi di anni fa. I microrganismi sono i
progenitori degli altri esseri viventi del Pianeta ed hanno colonizzato tutti gli ambienti compresi quelli con
condizioni estreme. La loro evoluzione è stata determinata dalla selezione naturale di nuove caratteristiche
nelle popolazioni microbiche che hanno originato varianti o nuove specie. I microrganismi hanno contribuito
all’evoluzione delle altre forme di vita agendo come patogeni e quindi come fattori di selezione sia per
l’uomo che per altri animali; esempi della selezione operata dai microrganismi sono alcune malattie del
sangue nell’uomo, dovute ai plasmodi della malaria e la resistenza ai virus del mixoma dei conigli
australiani. Haldane aveva già scritto nel suo saggio Disease and evolution (1949) dell’importanza delle
infezioni nell’evoluzione della specie umana.
• Parole chiave
Eubatteri,archea,protozoi,miceti,alghe,procarioti,eucarioti,duplicazione,genoma,geni,mutazioni,aploidia,tra
sferimento orizzontale, plasmidi, transposoni,ICE (integrative and conjugative elements) ,simbiosi ,
parassitismo, omozigosi, eterozigosi.
• Concetti chiave
Come modelli per studiare i meccanismi della selezione naturale i microrganismi sono unici sia per la
semplicità strutturale e genetica, sia per i tempi di duplicazione rapidi, sia per gli adattamenti a
condizioni diverse e l’essere presenti nel ciclo della materia.
Nei procarioti la comparsa di nuovi caratteri avviene oltre che attraverso le mutazioni, la cui espressione
è favorita dalla condizione di aploidia, anche per trasferimento orizzontale che permette lo scambio di
geni tra individui della stessa specie o di specie diverse. In questo ultimo caso sono spesso coinvolti
elementi genetici multipli che, quando sono localizzati nel citoplasma, possono replicarsi in modo
autonomo; i plasmidi, i transposoni e gli integroni promuovono il proprio trasferimento facendo
acquisire al ricevente gruppi di nuovi caratteri tra cui geni di resistenza e/o di virulenza.
Proprio la resistenza agli antibiotici è una conferma diretta della selezione naturale darwiniana in quanto
il farmaco agisce selezionando i pochi individui resistenti presenti, dando origine a nuove popolazioni
resistenti.
Il rapporto con l’uomo ed altri animali di alcuni microrganismi, definiti patogeni, è di tipo parassitico e
genera malattie. Attraverso le infezioni, i microrganismi diventano, a loro volta, un potente agente di
selezione per le popolazioni umane ed animali, favorendo la comparsa di caratteri che rendono gli
individui più resistenti. Agenti di selezione del genoma umano come i Plasmodi della malaria ed il
Mycobacterium tuberculosis, che convivono con noi da migliaia di anni, hanno selezionato caratteri di
resistenza attraverso meccanismi diversi e confermano l’efficacia della pressione selettiva delle
infezioni.
Leggibilità * *
Livello scolare:Terza media e scuola secondaria superiore
Possibile uso didattico Evoluzione e genetica; Genetica, malattie e salute; Studio di microrganismi; Studio
di malattie; I batteri utili ed i batteri dannosi per l’uomo; I batteri e gli ambienti limite
Letture proposte:
Il popolo della pancia - Focus Aprile 2006 (pag 22-28)
Di Russo C.- Rampini M.- Lo studio biologico delle grotte sulfuree, ANISN-Fascicolo 1-2005.