Astratto grafico. Credito:Biologia attuale (2022). DOI:10.1016/j.cub.2022.08.022
Un team internazionale di scienziati guidato congiuntamente dalle Università di Gottinga e Colonia ha decifrato la storia evolutiva delle zignematofite. I loro risultati rivelano le relazioni interne in questo gruppo di alghe utilizzando analisi filogenomiche all'avanguardia e individuano le emergenze della multicellularità delle alghe. I risultati sono stati pubblicati nell'articolo "Un sistema a cinque ordini filogenomicamente informato per i parenti più stretti delle piante terrestri", sulla rivista Current Biology .
Le piante terrestri sono estremamente diverse in termini di struttura e rappresentano gli organismi fotosintetici più complessi. I loro parenti più stretti, le alghe verdi coniugate (Zygnematophyceae), hanno invece piani corporei molto più semplici. Queste alghe sono unicellulari o formano filamenti non ramificati, tradizionalmente usati per classificare approssimativamente queste alghe in taxa unicellulari e filamentosi. Le Zygnematophyceae comprendono circa 4.000 specie e mostrano un'affascinante diversità morfologica, dai bellissimi desmidi alle specie filamentose responsabili della schiuma degli stagni.
L'interesse scientifico per questo gruppo di alghe è attualmente molto alto perché la ricerca degli ultimi anni ha rivelato che queste alghe sono i parenti più stretti delle piante terrestri. Gli scienziati sono rimasti sorpresi da questa scoperta poiché i piani del corpo degli zignematofiti sono meno complessi di quelli di altre alghe, che prima erano erroneamente considerate i parenti più stretti delle piante terrestri. Il fatto che le Zygnematophyceae si siano discostate dal loro ultimo antenato comune con le piante circa 550 milioni di anni fa e da allora abbiano tracciato il proprio percorso evolutivo potrebbe essere la ragione di questa marcata scissione morfologica.
Il team di ricercatori ha utilizzato centinaia di geni per raccogliere decine di migliaia di caratteri molecolari, che potrebbero essere utilizzati per dedurre le relazioni profonde all'interno delle Zygnematophyceae. "La tassonomia di queste alghe è stata un problema irrisolto per decenni, poiché le analisi con uno o pochi geni non avevano il potere di risolvere le vecchie divisioni evolutive. Ora introduciamo un sistema di cinque ordini filogeneticamente informato degli zignematofiti, che aiuterà gli scienziati per navigare nella diversità evolutiva di queste alghe", ha affermato il dott. Sebastian Hess (Università di Colonia).
Inoltre, il nuovo set di dati ha fornito la base per analisi statistiche, che hanno consentito ai ricercatori di ricostruire il modello più probabile dell'evoluzione del piano corporeo in questa importante classe di alghe. Queste analisi suggeriscono che l'ultimo antenato comune degli zignematofiti era un'alga unicellulare e che la crescita filamentosa è emersa più volte indipendentemente in queste alghe.
Il professor Jan de Vries (Università di Göttingen) afferma:"L'evoluzione di queste alghe ha avuto un profondo impatto sulla vita sulla terra. Le piante terrestri di oggi hanno elaborati corpi multicellulari che costituiscono la stragrande maggioranza della biomassa sulla terra. i parenti delle alghe ci consentono di dedurre caratteristiche come la pianta corporea dell'ultimo antenato comune condiviso da piante e alghe terrestri e i percorsi evolutivi tracciati dalla loro divergenza."
Un'altra parte importante dello studio è stata la riscoperta di Mougeotiopsis, un'alga filamentosa, originariamente descritta circa 120 anni fa e da allora non più studiata. Questa alga è priva di pirenoidi, le sottostrutture di cloroplasti che aiutano la CO2 la fissazione durante la fotosintesi e, come dimostrano i ricercatori, rappresenta ancora un altro ramo evolutivo degli zignematofiti che mostra una crescita multicellulare.
Anna Busch (Università di Colonia), che ha studiato l'alga utilizzando la microscopia ottica, ha spiegato:"La posizione filogenetica di Mougeotiopsis è stata una grande sorpresa. L'alga filamentosa è più strettamente imparentata con specie semplici e unicellulari e non ha pirenoidi. Questo è eccezionale per tutti gli altri zignematofiti conosciuti."
La storia evolutiva di Mougeotiopsis segna una delle cinque emergenze di una vera crescita filamentosa all'interno delle Zygnematophyceae. "Tali intuizioni e il nuovo quadro filogenomico sono fondamentali per eseguire adeguatamente future analisi comparative e per dedurre lo sviluppo di tratti cellulari e piani corporei dalle alghe alle piante", ha affermato de Vries. + Esplora ulteriormente
