I moscerini della frutta (Drosophila melanogaster), che gli esseri umani hanno inavvertitamente diffuso in tutto il mondo, sono arrivati ​​in Cina circa 4.000 anni fa, secondo un nuovo studio di genomica della popolazione che aggiunge alla nostra comprensione della migrazione globale, della demografia, del flusso genetico e degli adattamenti dell'insetto. /P>

I ricercatori hanno scoperto che le popolazioni cinesi di moscerini della frutta sono state geneticamente isolate, isolamento che riflette per molti secoli l’antica cultura cinese e una società relativamente chiusa con scambi limitati con l’Asia e l’Europa. Questo isolamento ha anche permesso agli autori di vedere se pressioni evolutive simili hanno portato a cambiamenti genetici simili, un test della ripetibilità dell'evoluzione.

"La sorprendente storia della Drosophila melanogaster è che le loro differenze genetiche tra le popolazioni rispecchiano il modo in cui gli esseri umani si sono diffusi, da un'origine in Africa, seguita dalla migrazione fuori dall'Africa, ma è molto più recente", ha affermato Andrew Clark, professore di genetica delle popolazioni Jacob Gould Schurman. nel Collegio delle Arti e delle Scienze. Clark è l'autore co-corrispondente dello studio pubblicato il 17 aprile sulla rivista Science Advances . Jian Lu, professore di biologia evoluzionistica all'Università di Pechino, in Cina, ed ex ricercatore post-dottorato nel laboratorio di Clark, è l'altro autore corrispondente.

Gli autori hanno combinato i propri risultati con quelli di studi precedenti e propongono che D. melanogaster abbia avuto origine nell'Africa meridionale e sia migrato dall'Africa settentrionale circa 9.000 anni fa. Da lì, le mosche si espansero nell'Asia orientale e in Cina (~2,8-4,4 mila anni fa), in Europa (~1,8 mila anni fa) e più recentemente nel Nord America (solo ~150 anni fa) e in Australia (~100 anni fa). fa).

Le mosche sono un commensale umano, un organismo che trae beneficio dall’associazione con un altro organismo da cui non deriva né beneficio né danno. Prosperano grazie alla frutta marcia nei frutteti e nei vigneti.

"Gli esseri umani iniziarono il viaggio fuori dall'Africa circa 80.000 anni fa, ma la produzione agricola di frutta iniziò meno di 10.000 anni fa", ha detto Clark. "È proprio il commercio umano moderno che ha contribuito a disperdere le mosche in tutto il mondo."

Nello studio, i ricercatori hanno sequenziato i genomi di 292 ceppi di D. melanogaster provenienti da vari ambienti in Cina e li hanno analizzati insieme alle sequenze genomiche precedentemente pubblicate. Hanno scoperto che i ceppi provenienti dalla Cina rappresentavano un gruppo ancestrale unico, con una notevole differenziazione tra le sottopopolazioni all’interno della Cina. L'articolo chiarisce l'entità e la durata dell'isolamento delle popolazioni cinesi, un risultato che era stato solo accennato in studi precedenti.

I dati genomici della popolazione globale hanno permesso ai ricercatori di sviluppare un modello computerizzato per stimare i tempi in cui D. melanogaster è arrivato in ciascun continente e dedurre come i cambiamenti genetici, che si raggruppano nei genomi di ceppi strettamente correlati, corrispondono ai movimenti geografici.

D. melanogaster è un organismo modello ampiamente utilizzato dai ricercatori per studiare i processi fondamentali di sviluppo e regolazione genetica, nonché le basi genetiche dell'adattamento ambientale. Nello studio, Clark, Lu e colleghi hanno identificato cambiamenti genetici in risposta agli insetticidi.

"Quando gli esseri umani applicano insetticidi, esercitano una pressione enorme sulla popolazione e molti insetti sviluppano resistenza in tempi relativamente brevi", ha detto Clark. Questi cambiamenti sono spesso geneticamente abbastanza semplici, ha detto Clark, e coinvolgono solo pochi geni che hanno un grande effetto, al contrario di tratti complessi che possono coinvolgere centinaia di geni.

Gli adattamenti avvenuti nelle popolazioni cinesi erano indipendenti da altre popolazioni geografiche e si sono verificati come mutazioni uniche negli stessi geni riscontrati in altre popolazioni che hanno sviluppato resistenza agli insetticidi. "È un bell'esempio di un processo naturale ripetuto di evoluzione con sostanzialmente lo stesso risultato", ha detto Clark.

Ulteriori informazioni: Junhao Chen et al, Dall'Africa sub-sahariana alla Cina:storia evolutiva e adattamento della Drosophila melanogaster rivelati dalla genomica delle popolazioni, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adh3425

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