Cardon sahueso ( Pachycereus pringlei:Pachycereeae ); la specie di cactus più alta del mondo. Questo individuo sta crescendo nella regione di Cataviña, nella penisola della Baja California, in Messico. È associato ad un vecchio arbusto di mesquite ( Prosopis glandulosa ) che probabilmente fungeva da pianta nutrice. Qui, l'antico plutone di granito del Cretaceo eroso in campi di giganteschi massi arrotondati. Le piante snelle sullo sfondo sono alberi boojum ( Fouquieria columnaris ). Queste specie crescono in una ricca matrice di diversi arbusti desertici che ricordano un giardino giapponese ben curato. Credito:Alberto Búrquez Montijo, Instituto de EcologíaUniversidad Nacional Autónoma de México
I visitatori del Messico e del sud-ovest degli Stati Uniti non possono fare a meno di rimanere in soggezione davanti al solitario e maestoso saguaro, i grappoli torreggianti del cactus a canne d'organo e del cardón di Baja, il cactus "elefante" opportunamente chiamato. Il solo saguaro può raggiungere un'altezza di oltre 75 piedi.
Gli scienziati hanno ora sequenziato i genomi completi di quattro di questi cactus colonnari, e trovato, con loro sorpresa, che le loro relazioni familiari non sono così semplici come suggeriscono le loro forme.
Secondo Noah Whiteman, un professore associato di biologia integrativa dell'UC Berkeley, coautore di un articolo apparso questa settimana sulla rivista Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze , l'albero genealogico dei cactus e in particolare i cactus giganti - il saguaro gigante, a canne d'organo, senita e cardón, chiamato anche cactus gigante messicano - sono stati molto difficili da rintracciare. Trovato solo nelle Americhe, i cactus si sono adattati a una vasta gamma di ambienti, con un conteggio attuale di 1, 438 specie. Eppure gli scienziati non sono d'accordo di un fattore 10 su quanti generi di cactus rappresentino queste specie.
Ciò è in parte dovuto al fatto che gli stessi tratti - la succulenza e una forma colonnare, per esempio - sembrano essersi evoluti separatamente in diversi lignaggi:quella che è nota come evoluzione parallela.
Nello studio, guidato dai colleghi di Whiteman presso l'Università dell'Arizona e l'Universidad Nacional Autónoma de México, gli scienziati hanno creato alberi genealogici individuali di ciascun gene condivisi tra tutte le specie. Hanno scoperto che le loro storie sono state confuse a causa di lunghi tempi di generazione - i cactus saguaro possono vivere 150 anni o più - rendendo difficile comprendere le relazioni tra le specie anche con informazioni genomiche complete.
Un saguaro gigante ( Carnegiea gigantea ) dell'Arizona. Credito:Noah Whiteman, UC Berkeley
hanno determinato, però, che alcune somiglianze, come la polpa succulenta che fa di alcuni cactus una buona fonte d'acqua di emergenza, derivato da antichi geni che sono stati mantenuti da alcuni cactus ma persi da altri. Quella che sembrava un'evoluzione parallela, con alcune specie che acquisiscono nuovi geni e nuove funzioni, in realtà era solo la perdita casuale di geni in tutte le altre specie.
I risultati potrebbero avere implicazioni per il destino di questi cactus, che stanno perdendo habitat a causa dello sviluppo umano nelle zone aride delle Americhe.
"Molte specie sono in pericolo, e il fatto che non capiamo le loro relazioni rende tutto questo irto, "disse Whiteman, che è anche un membro della facoltà con il Centro di biologia computazionale e un affiliato dell'Università e Jepson Herbaria e il Museo di zoologia dei vertebrati.
Il lavoro affronta anche una complicazione recentemente riconosciuta nell'interpretazione dell'evoluzione di tutte le piante e gli animali.
"Solo con il sequenziamento dell'intero genoma siamo stati in grado di vedere questo modello di smistamento del lignaggio incompleto, chiamato emiplasia, che sembra superficialmente un'evoluzione convergente o parallela, o omoplasia, " ha detto. "È un progresso importante perché si potrebbero confondere tali modelli come prove di un'evoluzione parallela a livello molecolare, che è un argomento caldo nella biologia evolutiva in questo momento."
