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L’origine dei colori dei serpenti

Credit: © UNIGE / Milinkovitch

Il colore della pelle dei vertebrati dipende dai cromatofori, cellule che si trovano negli strati superficiali dell’epidermide.

Ora, un team di specialisti in determinismo genetico ed evoluzione del colore nei rettili dell’Università di Ginevra sta studiando l’ampia varietà di colori sfoggiati da diversi individui all’interno delle specie della serpe del grano (Pantherophis guttatus). La ricerca, pubblicata sulla rivista PNAS, dimostra che il colore opaco di questo serpente è causato dalla mutazione di un gene coinvolto nella formazione dei lisosomi. Questa singola mutazione è sufficiente per influenzare ogni colore della pelle, dimostrando che sia i cristalli riflettenti che i pigmenti sono immagazzinati nelle vescicole legate al lisosoma. Lo studio UNIGE segna un significativo passo avanti nella nostra comprensione dell’origine dei colori e dei modelli nella pelle dei vertebrati.

I cromatofori sono le cellule che determinano il colore della pelle, grazie alla presenza di pigmenti o cristalli che riflettono la luce. Esistono tre tipi di cromatofori: melanofori, responsabili del colore nero o marrone; xantofori, per rosso e giallo; e iridofori, con cristalli che riflettono più colori. I mammiferi hanno solo melanofori, mentre i rettili e i pesci portano tutti e tre i tipi di cromatofori, il che significa che possono mostrare un’ampia varietà di colori e modelli di colori. I pigmenti dei melanofori sono noti per essere immagazzinati in organelli noti come LRO o organelli correlati al lisosoma. Si tratta di piccole vescicole intracellulari che hanno la stessa origine dei lisosomi, i “tritarifiuti” che digeriscono le molecole non funzionali nelle cellule. D’altra parte,il cromatoforo è sconosciuto.

QUANDO I SERPENTI DIVENTANO ROSA – La pelle della serpe del grano ha una base arancione, decorata con macchie rosse dorsali e laterali cerchiate di nero. Gli esperimenti condotti da Athanasia Tzika, ricercatrice presso il Dipartimento di Genetica ed Evoluzione della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e il suo dottorando Asier Ullate-Agote hanno identificato che questi colori alterati sono dovuti a una singola mutazione individuata nel gene LYST, un gene che regola il traffico di lisosomi. “È un lavoro a lungo termine, poiché i serpenti hanno solo una cucciolata all’anno. Abbiamo dovuto sequenziare l’intero genoma del serpente di mais e identificare tutti i geni all’interno“, afferma Tzika

IL FEGATO E’ LA CHIAVE – Mutazioni nel gene LYST nell’uomo causano la sindrome di Chediak-Higashi, caratterizzata da albinismo, un sistema immunitario alterato e un accumulo di lisosomi ingrossati. Il team di Ginevra ha proseguito lo studio sulla serpe del grano analizzando i loro epatociti, le principali cellule epatiche dei vertebrati, che contengono numerosi lisosomi. Gli scienziati hanno scoperto che gli epatociti di questi serpenti contengono lisosomi molto più grandi e più aggregati. Utilizzando la microscopia elettronica, gli autori hanno osservato che la morfologia e la disposizione delle vescicole colorate in tutti i cromatofori erano alterate.

IL RISULTATO DELL’EVOLUZIONEMichel Milinkovitch, professore del Dipartimento di Genetica ed Evoluzione dell’UNIGE, spiega ulteriormente: “Caratterizzando il gene mutante, lo studio ha dimostrato per la prima volta che i diversi cromatofori non sono stati creati da zero durante l’evoluzione, ma che tutti comportano un meccanismo di base coinvolgendo LRO“.

Ulteriori studi forniranno una migliore comprensione dei meccanismi responsabili della straordinaria varietà di colori della pelle e modelli di colore nei vertebrati, caratteristiche che svolgono un ruolo in funzioni così diverse ed essenziali come il camuffamento, la comunicazione intraspecifica e la protezione dagli effetti nocivi della radiazione solare.

Renato Sansone: Giornalista scientifico, iscritto all'ordine nazionale dal 2013. Si occupa di cronaca scientifica dal 2011. Contatti: renato.sansone@geomagazine.it
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