Il saguaro e altri cactus giganti hanno una storia complessa

Le lunghe vite dei cactus colonnari rendono difficili gli sforzi degli scienziati per comprendere la storia evolutiva del gruppo

I visitatori del Messico e dell'Ovest degli Stati Uniti non possono fare a meno di ammirare il solitario e maestoso saguaro, i torreggianti ammassi di colonne verdi del cactus a tubo di organo e il cardón de Baja, un cactus più propriamente chiamato "elefante". Il solo saguaro può crescere ad un'altezza di oltre 75 piedi (23 metri).

Gli scienziati hanno ora sequenziato i genomi completi di quattro di questi cactus colonnari e hanno trovato, con loro sorpresa, che le loro relazioni familiari non sono così semplici come suggeriscono le loro forme.

Secondo Noah Whiteman, professore associato di biologia integrativa del UC Berkeley, che è  coautore di un documento che apparirà questa settimana sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences, l'albero genealogico dei cactus e in particolare dei cactus giganti - il saguaro gigante, il cactus a tubo d'organo, la senita e il cardón, chiamato anche cactus gigante messicano - è stato molto difficile da disegnare. Presenti solo nelle Americhe, questi cactus si sono adattati ad una vasta gamma di ambienti, con un conteggio attuale di 1.438 specie. Tuttavia gli scienziati non sono d'accordo per un fattore del 10% circa su quanti generi di cactus rappresentino queste specie.

Questo succede in parte perché gli stessi tratti - la succulenza e una forma a colonna, per esempio - sembrano essersi evoluti separatamente in differenti linee genetiche: questo fenomeno è conosciuto come evoluzione parallela.

Nello studio, condotto dai colleghi di Whiteman della University of Arizona e della Universidad Nacional Autónoma de México, gli scienziati hanno creato singoli alberi genealogici per ciascun gene condiviso in tutte le specie. Hanno scoperto che le loro storie si sono rimescolate a causa della lunga durata di ogni generazione - i saguaro possono vivere 150 anni o più - rendendo difficile capire i rapporti tra le specie anche con una completa informazione genomica.

Hanno inoltre determinato che alcune somiglianze, come la succulenza che rende alcuni cactus una buona fonte d'acqua in caso d'emergenza, risultano da geni antichi che sono stati conservati da alcuni cactus ma sono stati perduti da altri. Quella che sembrava un'evoluzione parallela, con alcune specie che acquisivano nuovi geni e nuove funzioni, era in realtà solo la perdita casuale di geni in tutte le altre specie.

I risultati potrebbero avere implicazioni per il destino di questi cacti, che stanno perdendo l'habitat a causa dello sviluppo umano nelle aree aride delle Americhe.

"Molte specie sono in pericolo e il fatto che non comprendiamo le loro relazioni è preoccupante", ha affermato Whiteman, che è anche un membro di facoltà del Center for Computational Biology e consociato della University and Jepson Herbaria and the Museum of Vertebrate Zoology.

Il lavoro affronta anche una complicazione recentemente riscontrata nell'interpretare l'evoluzione di tutte le piante e degli animali.

"Solo con il sequenziamento dell'intero genoma siamo stati in grado di vedere questo schema incompleto delle linee genetiche, che sembra superficialmente come l'evoluzione convergente o parallela, o omoplasia", ha detto. "È un importante passo in avanti perché si potrebbero scambiare tali modelli come prove di evoluzione parallela a livello molecolare, che è un argomento caldo nella biologia evolutiva in questo momento".

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