Gli scienziati hanno trovato una spiegazione per come le piante da fiore siano diventate dominanti così rapidamente negli ecosistemi di tutto il mondo, un problema che Charles Darwin ha definito un "abominevole mistero". In uno studio pubblicato l'11 gennaio sulla rivista ad accesso aperto PLOS Biologia , Kevin Simonin e Adam Roddy, rispettivamente dalla San Francisco State University e dalla Yale University, hanno scoperto che le piante da fiore hanno cellule piccole rispetto ad altri grandi gruppi di piante e che questa piccola dimensione cellulare è resa possibile da una dimensione del genoma notevolmente ridotta.

Da più di 200 anni, gli scienziati hanno ipotizzato l'incredibile diversità e il successo delle piante da fiore, che costituiscono la base del nostro sistema alimentare e sono responsabili di alimentare gran parte della diversità animale che vediamo oggi.

Negli ultimi trent'anni i ricercatori hanno dimostrato che le piante da fiore hanno tassi di fotosintesi senza precedenti. Ciò ha permesso loro di crescere più velocemente e di superare felci e conifere che avevano dominato gli ecosistemi per centinaia di milioni di anni. Il segreto del successo metabolico delle piante da fiore sono le loro foglie specializzate che facilitano tassi più rapidi di trasporto dell'acqua e assorbimento di anidride carbonica. Ma come facevano le piante da fiore a costruire foglie capaci di questi alti tassi di traspirazione e fotosintesi?

Questa nuova ricerca fornisce un meccanismo. Spulciando la letteratura alla ricerca di dati, gli autori sostengono che queste innovazioni anatomiche sono direttamente collegate alle dimensioni del loro genoma.

Poiché ogni cellula deve contenere una copia del genoma della pianta, genomi più piccoli consentono alle cellule di essere più piccole, e se le cellule sono più piccole, più cellule (come quelle specializzate per il metabolismo fotosintetico e il trasporto di acqua e nutrienti) possono essere impacchettate in un dato volume di spazio. Inoltre, riducendo le dimensioni di ogni cella, l'erogazione di acqua e sostanze nutritive può essere resa più efficiente.

Confrontando centinaia di specie, i ricercatori hanno scoperto che il ridimensionamento del genoma è iniziato circa 140 milioni di anni fa e ha coinciso con la diffusione delle prime piante da fiore in tutto il mondo. "Le piante da fiore sono il gruppo più importante di piante sulla terra, e ora finalmente sappiamo perché hanno avuto così tanto successo, " dicono.

Sebbene questa ricerca risponda a una domanda importante, apre le porte a molti altri. Perché le piante da fiore sono state in grado di ridurre i loro genomi più di altri gruppi di piante? Quali innovazioni nella struttura del genoma e nell'imballaggio hanno sfruttato le piante da fiore? In che modo le felci e le conifere sono riuscite a sfuggire all'estinzione nonostante i loro grandi genomi e cellule?