Studiando l’embrione in via di sviluppo della lucertola del “drago frilled”, i ricercatori dell’UNIGE rivelano che le forze fisiche, piuttosto che un programma genetico, generano le pieghe caratteristiche del suo spettacolare collare.
Piegato ed eretto volant di un drago Chlamydosaurus. © UNIGE, A. Debry / S. Montandon / M. Milinkovitch
Il drago frilled esibisce un distintivo grande gorgiera erettile., Questa lucertola di solito mantiene il volant ripiegato contro il suo corpo, ma può diffonderlo come un display spettacolare per spaventare i predatori. I ricercatori dell’Università di Ginevra (UNIGE), in Svizzera, e il SIB Swiss Institute of Bioinformatics riportano sulla rivista eLIFE che una branchia embrionale ancestrale dell’embrione di drago si trasforma in una tasca del collo che si espande e si piega, formando il volant., I ricercatori dimostrano quindi che questo robusto modello di piegatura emerge dalle forze meccaniche durante la crescita omogenea della pelle del volant, a causa delle tensioni derivanti dal suo attaccamento al collo e alla testa.
In Jurassic Park, mentre il programmatore Dennis Nedry tenta di contrabbandare embrioni di dinosauro fuori dall’isola, viene attaccato e ucciso da un dinosauro di medie dimensioni che erige un terrificante collo. Questo dinosauro immaginario è chiaramente ispirato da un animale reale conosciuto come il’ drago frilled’, che vive oggi nel nord dell’Australia e nel sud della Nuova Guinea., Queste lucertole, note anche come Chlamydosaurus kingii, hanno un grande disco di pelle che si trova intorno alla testa e al collo. Questo volant è solitamente ripiegato contro il corpo, ma può diffondersi in modo spettacolare per spaventare predatori e concorrenti. La piegatura dei lati sinistro e destro del volant avviene in tre creste preformate. Ma non è chiaro quale struttura ancestrale si sia evoluta per diventare il volant del drago e come le creste nella forma del volant durante lo sviluppo.,
Riciclo branchie
Un team multidisciplinare guidato da Michel Milinkovitch, Professore presso il Dipartimento di Genetica e Evoluzione del UNIGE Facoltà di Scienze e Leader del Gruppo in SIB Istituto Svizzero di Bioinformatica, mostra oggi che il drago fronzolo, così come le ossa e le cartilagini che sostengono, sviluppare dagli archi branchiali. Queste sono una serie di bande di tessuto nell’embrione che si sono evolute per diventare i supporti branchiali nei pesci e che ora danno origine a molteplici strutture nell’orecchio e nel collo dei vertebrati terrestri., Nella maggior parte delle specie, il secondo arco branchiale finirà per fondersi con gli archi dietro di esso. Ma in the frilled dragon, questo arco continua invece ad espandersi, portando alla formazione dello spettacolare volant del drago. “Questi cambiamenti nello sviluppo degli archi branchiali evidenziano come l’evoluzione sia in grado di” riciclare” vecchie strutture in nuove forme che giocano ruoli diversi”, afferma Michel Milinkovitch.,
Processo meccanico piuttosto che segnale genetico molecolare
Man mano che il volant si sviluppa, il lato anteriore della pelle forma tre pieghe successive, che costituiscono le creste preformate. Studiando la formazione di queste creste, il team svizzero rivela che non emergono da una maggiore crescita nei siti di piegatura, ma da forze fisiche – per cui la crescita del volant è limitata dal suo attaccamento al collo. Ciò fa sì che lo strato superiore si allacci, creando le pieghe del volant., ” Abbiamo quindi simulato questo processo in un modello al computer e abbiamo scoperto che potevamo tracciare come si sviluppano le pieghe nei fronzoli dei veri embrioni di lucertola”, continua Michel Milinkovitch.
Questi risultati forniscono ulteriori prove che i processi fisici, così come i programmi genetici, possono modellare tessuti e organi durante lo sviluppo di un embrione.