Uno scienziato dell'Università del Rhode Island che studia la pianta invasiva Phragmites faceva parte di un team di ricerca internazionale che ha scoperto che il fattore più significativo nel determinare se una pianta diventerà invasiva è la dimensione del suo genoma.

Laura Meyerson, Professore URI di scienze delle risorse naturali, ha affermato "i nostri risultati sono chiarissimi. I piccoli genomi sono il fattore più importante nel determinare l'invasività, almeno per Phragmites ma probabilmente anche per molte altre specie."

I risultati di questa ricerca sono stati pubblicati questa settimana sulla rivista Ecologia .

Lavorando con i suoi colleghi Petr Pyšek e Jan Suda dell'Istituto di botanica dell'Accademia delle scienze ceca e il loro team, hanno esaminato 900 popolazioni di Phragmites da tutto il mondo e ne hanno scelte 100 da valutare. I ricercatori hanno coltivato quelle piante in un giardino comune nella Repubblica Ceca dove le hanno esposte alle stesse condizioni ambientali e hanno misurato regolarmente un'ampia varietà di tratti, dal contenuto di nutrienti e dalla tenacità delle foglie alla chimica delle piante e alla suscettibilità agli erbivori.

Mentre tutte le piante studiate erano della stessa specie, Phragmites australe, la loro dimensione del genoma variava da popolazione a popolazione.

Secondo Meyerson, l'autore senior sul documento, i loro risultati suggeriscono che le piante con grandi genomi possono crescere solo in luoghi limitati. Il lignaggio dei Phragmites del Golfo del Messico, ad esempio, che ha un grande genoma, non è riuscito a uscire dalla regione del Golfo, considerando che i Phragmites originari dell'Europa, che ha un piccolo genoma, è altamente invasivo in tutto il Nord America.

"I genomi più piccoli sono più agili, " ha detto. "Possono crescere in ambienti variabili ea quasi tutte le latitudini".

I risultati del team di ricerca sollevano la questione del perché le piante con genomi piccoli hanno maggiori probabilità di diventare invasive. Lei pensa di avere la risposta.

"La principale ragione teorica ha a che fare con il tempo minimo di generazione, " ha spiegato. "L'idea è che un genoma più piccolo può essere replicato più rapidamente di un genoma più grande. Quindi, se una pianta si trova in un ambiente stressante, può essere replicato più rapidamente che se avesse un genoma più grande. Ha bisogno di meno risorse e può usare le sue risorse rapidamente per riprodursi prima che la sua fortuna si esaurisca.

"D'altra parte, un genoma più piccolo significa anche che può perdere geni potenzialmente benefici, "aggiunse Pyšek, il primo autore del saggio. "Quindi potrebbe esserci uno scambio".

Gli scienziati usano la citometria a flusso, una tecnologia semplice ed economica, misurare le dimensioni del genoma di una pianta, e la velocità e semplicità del processo fornisce numerose applicazioni per i risultati della ricerca. Gli agenti di sicurezza delle frontiere potrebbero esaminare rapidamente le piante per le dimensioni del genoma prima che vengano portate oltre il confine o importate nel paese, Per esempio.

"Ci fornisce uno strumento economico per misurare il loro potenziale invasivo, " ha detto Meyerson.

Ritiene inoltre che potrebbe essere utilizzato per dare priorità alla gestione delle popolazioni invasive esistenti di canna comune e altre piante con le stesse caratteristiche di dimensione del genoma.

"I gestori del territorio potrebbero esaminare le popolazioni invasive per le dimensioni del genoma in modo che possano allocare le loro risorse in modo più efficace per gestire le specie più invasive, " ha detto. " Determinando se una popolazione ha una dimensione del genoma particolarmente piccola, sapranno che una particolare pianta potrebbe essere più aggressiva e dovrebbe essere presa di mira per la rimozione".

I prossimi studi di Meyerson, in stretta collaborazione con ricercatori della Repubblica ceca, si baserà su questi risultati. Sta conducendo esperimenti all'URI per determinare come le variabili ambientali come la salinità e la temperatura interagiscono con piante di diverse dimensioni del genoma e come la chimica delle piante è influenzata dalla dimensione del genoma. I risultati preliminari di tali studi sono attesi per il prossimo anno.