Codici a barre molecolari (una duplice buona notizia)

 Pseudanthias squamipinnis 
Nhobgood wikimedia commons

Assegnare "nomi" agli esseri viventi non è mai stato di gran moda. Molto spesso la domanda più educata è: "ha una qualche utilità pratica?".

In teoria la scienza non vive di "utilità pratiche" ma in questi ultimi anni la domanda ha comunque una risposta affermativa.

Mettiamola cosi: la tassonomia serve per effettuare protocolli efficienti di conservazione. Devi sapere con cosa hai a che fare, dandogli poi un nome, se vuoi "conservare" qualcosa che vive e scorrazza più o meno liberamente su questo piccolo pianeta roccioso.

Ora ci sarebbe tutta la pappardella che vede tassonomia classica VS tassonomia moderna. Ce la risparmiamo. Diciamo solo che la biologia molecolare sta dando un grosso contributo alla tassonomia attuale. Oggi i ricercatori puntano ad un'accuratezza che non sognavano nemmeno prima dell'avvento della PCR (un protocollo per "lavorare" con gli acidi nucleici messo a punto ad inzi anni '80 da un biochimico che si faceva di acidi, non nucleici questa volta).

Diciamo anche che tutto questo dualismo in verità non c'è. Nella migliore delle ipotesi le due tassonomie sarebbero comunque complementari (questa è fortemente IMHO, sappiatelo).

Cosa sono i codici a barre molecolari?

Qui trovate una descrizione ben fatta di tutta la storia.

Quella del barcoding è una cosa un pò diversa dagli orologi molecolari che si usano, sopratutto in sistematica, per vedere le distanze e i tempi di evoluzione delle specie "vicine". In quei casi infatti si usano sequenze nucleari non codificanti (i famosi microsatelliti sono l'esempio più famoso); queste stringhe di nucleotidi mutano con un tasso costante e non sono "visti" dalla selezione naturale. Ottimi per indicare l'età di una specie rispetto ad un altra.

I codici a barre, invece, sono estrapolati da sequenze codificanti preferibilmente non nucleari; cioè sono prese dal genoma mitocondriale che è singolo e lineare, e non si ibrida con la riproduzione sessuale. Questo permette di osservare un "oggetto" che muta molto da una specie all'altra e pochissimo (di solito) all'interno di una stessa specie.

Quello preso in esame dall'articolo che descrivo in questo post è un gene che codifica per il citocromo C ossidasi sub. I (un enzima fondamentale per la produzione di energia all'interno dei mitocondri)

A cosa servono questi codici a barre?

Consideriamo un'automobile.

Le componenti che più di tutte riusciamo a identificare correttamente sono quelle che fanno parte della carrozzeria. Possiamo distinguere facilmente una Fiat da una BMW. Ma sappiamo bene che in realta ciò che permette ad un auto di essere tale è il motore. Il motore però esteriormente non si vede.

Prendiamo ora due macchine con una carrozzeria identica (due specie morfologicamente molto simili) ma con un motore diverso anche se solo per una piccola differenza in cilindrata (le due specie di prima che hanno solo piccole differenze genetiche).

Il barcodiing ci permette di aprire il cofano e dare un occhiata da vicino.

Di vedere se "sotto" una specie nominale, una stessa "carrozzeria" secondo la tassonomia classica, si nascondono specie diverse, popolazione parzialmente isolate e molto altro ancora.

Ma è possibile anche il procedimento contrario. Carrozzerie diverse stesso motore (non è difficile che una specie marina abbia un habitus giovanile anche molto diverso da quello di un adulto).

E' ora di applicare.

Le specie di pesci marini che vengono pescate con una certa regolarità per il mercato hobbistico sono circa 800. Di tutti gli esemplari pescati in natura e venduto nei negozi d'acquari di tutto il mondo il 75% è destinato al mercato acquariofilo del Nord America (una cifra precisa dei pesci pescati/venduti non c'è).

Visto che per i pesci marini la risorsa fondamentale di approvigionamento è il mare e visto che questo tipo di risorsa e suscettibile di impoverimento radicale, sarebbe cosa buona e giusta capire quale specie, di preciso, viene pescata, con quale frequenza, in che numero e in quali tempi. Questo è fondamentale per capire cosa si sta facendo e intervenire la dove è necessario prima che si facciano troppi danni.

Una corretta identificazione di una specie risulta essere il primo passo assolutamente necessario per capire come intervenire.

Un gruppo di ricercatori canadesi ha cercato di applicare il barcoding molecolare alle specie di interesse hobbistico. Il tutto è ancora in fase di studio ovviamente; ad oggi c'è ancora l'esportatore che produce diagnosi tassonomiche sommarie per la compilazione dei listini internazionali (quanti errori grossolani si vedono). Ma l'approccio è intelligente e potenzialmente risolutivo di alcuni problemi fondamentali.

Più in dettaglio è possibile dire che, delle circa 390 specie prese in esame, molte nascondo  molto più di quello che mostrano.

Ad esempio quella che viene comunemente commercializzata come Pseudanthias squamipinnis (specie distribuita in tutto l'indopacifico) è una specie che ne racchiude almeno 3 distinte: una nell'Oceano Indiano, una nel sud Pacifico e un altra ancora nelle Filippine.

Oppure la possibilità che due specie appartengano in realtà alla stessa con solo poche piccole differenze (come Zebrasoma flavescens e Z. scopas).

Appare evidente come il barcoding molecolare, in futuro, potrà giocare un ruolo essenziale nella conservazione delle specie di interesse hobbistico e, allo stesso tempo, chiarire molte delle domande sulla storia naturale delle specie prese in esame.

Mi sembrano davvero due buone notizie; ottime per iniziare il nuovo anno.

Auguri a tutti!

Steinke D, Zemlak TS, Hebert PDN (2009) Barcoding Nemo: DNA-Based Identifications for the Ornamental Fish Trade. PLoS ONE 4(7)