Un albero filogenetico è un diagramma che mostra le relazioni fondamentali di discendenza comune di gruppi tassonomici di organismi. Fin dai primi naturalisti come Buffon , Antoine Duchesne , Peter Simon Pallas e Augustin Augier, ed in seguito il ben più noto Charles Darwin, si è fatto ricorso al vocabolario degli alberi e alla genealogia degli organismi per la classificazione della vita sulla terra. La primaria fonte di ispirazione per gli studiosi era l’albero biblico della vita, quello del giardino dell’Eden, simbolo di immortalità e rigenerazione, ottimo filo conduttore per una scienza che all’epoca non poteva scostarsi troppo dalla fede.

Lo scorso 16 Aprile un team di scienziati, guidato da Laura A. Hug ha pubblicato sulla rivista Nature Microbiology uno studio dal titolo A new view of the Tree of life, un albero della vita che si basa principalmente sulle connessioni genomiche degli organismi e non più sul loro aspetto osservabile ad occhio nudo confrontando caratteristiche fisiche visibili. Lo schema evolutivo , che rappresenta la storia della comune origine che lega tutte le forme di vita, si discosta da quelle precedenti, concedendo molto più spazio ai batteri, mentre gli eucarioti – compresi i funghi , le piante e gli animali – sono relegati ad un ramo molto più sottile.

 A seguito di progressi recenti nel campo della biologia molecolare , gli scienziati hanno potuto calcolare i gradi di affinità tra i diversi organismi confrontando i loro genomi. Rampa di lancio dei moderni metodi di ricerca è stata la decodifica dell’intero genoma umano, terminata nel 1995, grazie alla quale il team della Hug ha potuto unire la vecchia tassonomia e la moderna genetica per creare un albero più dettagliato e veritiero. L’obiettivo primario del gruppo di studio è stato tenere in maggiore considerazione tutti gli organismi il cui profilo era stato trascurato o addirittura non tenuto in considerazione dai vecchi approcci macroscopici. Alcuni quesiti, come il posizionamento degli Eucarioti rispetto ai Batteri e agli Archaea che è da sempre controverso (gli Eucarioti sono da ritenersi chimere evolutive, probabilmente sorte da una fusione endosimbiontica che ha coinvolto cellule batteriche e archeali) non si è tentato neanche di risolverli, in quanto non erano propriamente oggetto di ricerca.

Gli scienziati si sono avvalsi dell’uso della metagenomica, metodo che studia l’insieme dei genomi di ogni organismo presente in un determinato campione ambientale o clinico, in cui il DNA viene isolato direttamente dall’ambiente e viene sequenziato, ed i frammenti del genoma ricostruiti vengono assegnati a formare una bozza dei geni. Questa metodica, unita ai nuovi metodi di bioinformatica ha prodotto sequenze complete e quasi complete del genoma, senza dipendere da cotivazioni o da genomi di riferimento. Questi approcci basati su tecniche nuove, forniscono informazioni anche sul potenziale metabolico dell’organismo in studio e si possono ottenere una varietà di sequenze filogeneticamente informative che possono essere utilizzate per classificare diversi organismi. Nello studio in questione, i ricercatori, hanno costruito un albero della vita facendo uso di genomi da banche dati pubbliche e di 1.011 genomi recentemente ricostruiti da campioni recuperati da una vasta quantità di ambienti diversi.

Nella costruzione del “nuovo” albero della vita, il team ha allineato e concatenato una serie di 16 sequenze di proteine ribosomali raccolte da ogni organismo, producendo un albero con una risoluzione superiore rispetto a quella ottenuta utilizzando un singolo gene. L’uso di proteine ribosomiali ha permesso di evitare artefatti che si sarebbero creati in una costruzione filogenetica fatta utilizzando geni con funzioni indipendenti e soggetti a diversi processi evolutivi. Un altro importante vantaggio delle proteine ribosomali scelte, è stato che esse tendono ad essere sintetizzate e situate in una piccola regione genomica sia nei Bacteria che negli Archaea, riducendo gli errori di categorizzazione che potrebbero perturbare sostanzialmente la geometria dell’albero. Nel nuovo schema ottenuto è presente un rappresentante per ogni genere e per tutti i generi per i quali esistono progetti di alta qualità e di genomi completi (3.083 organismi in totale).

Organismi relativamente nuovi come oggetto di studio hanno eluso le indagini, perché molti si sono rivelati invisibili ai metodi utilizzati a causa di sequenze divergenti rispetto ai primer comunemente usati per l’amplificazione di un gene, e dunque sono stati scartati. Nonostante le sfide metodologiche, il team è riuscito ad includere i rappresentanti di tutti e tre i “campi” della vita sulla Terra, creando un albero assolutamente ricco e diversificato. Osservandolo ci possiamo dunque rendere conto che l’Uomo è solo un puntino in confronto alla numerosa variabilità delle altre forme di vita che popolano il nostro pianeta.

Francesca Romana Piccioni