Le alghe rosse sono il grande “also-ran” dell’evoluzione delle piante. Anche se sono di gran lunga le alghe più diverse nell’oceano, raramente si verificano in acqua dolce e mai a terra, e quindi quasi nessuno ha mai sentito parlare di loro (anche se se hai mai mangiato sushi, hai certamente avuto un intimo incontro di alghe rosse).
Perché questo potrebbe essere è stato a lungo un mistero. Ma un team di scienziati europei ha scoperto nel 2013 che hanno incredibilmente pochi geni per un organismo multicellulare – molto meno anche di diverse alghe verdi unicellulari. E questo potrebbe spiegare perché un gruppo così vario e abbondante di alghe non abbia mai fatto le valigie per la terra e perché, quando guardi fuori dalla finestra, vedi un mare di verde e non di rosso. Cosa è successo alle povere alghe rosse? Ma prima, ci si potrebbe chiedere qualcosa di ancora più semplice algae che cosa sono le alghe rosse?,
Le alghe rosse-ancora una volta, le alghe-sono rosse grazie alla ficoeritrina del pigmento che raccoglie la luce. La luce rossa non penetra bene nell’acqua. La luce blu fa-è l’ultimo colore a scomparire nella zona crepuscolare. La ficoeritrina assorbe e raccoglie energia dalla luce blu e riflette il rosso, il che conferisce alle alghe che la possiedono un vantaggio nel vivere in acque più profonde. Naturalmente, le alghe rosse hanno anche clorofilla come altri organismi fotosintetici, e non tutte le alghe rosse sembrano rosse. Alcuni appaiono blu o verdi a causa di un’abbondanza di altri pigmenti e una carenza di ficoeritrina., Alcune alghe rosse non sembrano alghe e in realtà costruiscono scheletri duri come il corallo e sono chiamate, giustamente, “alghe coralline”.
Due famosi prodotti economicamente importanti sono fatti da alghe rosse. Le carragenine, gli agenti texturing gelatinosi che rendono tutto, dal gelato al condimento per l’insalata cremoso, vengono estratti dalle loro pareti cellulari. E nori-l’onnipresente involucro di sushi di alghe-è fatto da alghe rosse nonostante la sua tonalità di oliva scura essiccata.
Le alghe rosse sono in circolazione da molto tempo., Rappresentano i primi fossili identificabili che abbiamo di vita complessa, riproducente sessualmente. Eppure sono anche noti da tempo per possedere alcune stranezze. Uno dei più bizzarri: mancano i flagelli, battendo le code cellulari così diffuse che anche noi li abbiamo (o meglio, gli uomini lo fanno) insieme a parenti lontani come felci e patogeni vegetali simili a funghi chiamati muffe d’acqua. Anche le alghe rosse mancano di centrioli, le microstrutture cellulari che aiutano a orchestrare la divisione cellulare, anche se le conifere, le piante da fiore e la maggior parte dei funghi mancano.,
L’alga rossa che gli scienziati hanno sequenziato era il muschio irlandese – Chondrus crispus – un’alga che si trova comunemente disseminata intorno alle coste dell’Oceano Atlantico settentrionale. Nel suo genoma hanno trovato 9.606 geni. Per confronto, l’alga verde monocellulare Chlamydomonas reinhardtii ha 14.516 geni mentre la pianta verde pedonale Arabidopsis thaliana ha 27.416 geni. Che un organismo grande e complesso possa operare comodamente con solo due terzi dei geni di un organismo unicellulare è una scoperta impressionante e sorprendente.,
Per ribadire: Questo organismo
può funzionare su 2/3 del numero di geni necessari per alimentare questo:
Chondrus sembra anche aver ridotto il suo genoma all’essenziale, eliminando i geni che svolgono funzioni ridondanti in altri organismi. Ha 82 geni per la produzione di ribosomi, rispetto a 349 nella pianta verde Arabidopsis. I geni che ha sono molto ravvicinati.
Oltre a non avere geni specifici per flagelli-il che non è stato una sorpresa dato che le alghe rosse non hanno flagelli – il muschio irlandese possedeva solo una proteina sensibile alla luce: un criptocromo. Le proteine che percepiscono la luce permettono agli organismi di” vedere”; i tuoi si trovano nella tua retina., Le piante usano le loro proteine che percepiscono la luce per dirigere la loro crescita e sviluppo e la maggior parte ne ha diverse. Quindi per un organismo fotosintetico possedere solo uno era un’altra grande sorpresa.
C. crispus ha anche pochissimi introni – sezioni di RNA all’interno di geni che vengono modificati durante la produzione di proteine. I pochi che ha sono piccoli e probabilmente servono funzioni di regolamentazione vitali, aumentando o diminuendo la produzione di proteine come le condizioni giustificano. Il resto degli eucarioti-tutta la vita terrena ad eccezione di batteri e archaea-hanno introni a bizzeffe.,
Insieme, questa evidenza ha portato il team di scienziati a suggerire che le alghe rosse hanno sperimentato un “collo di bottiglia evolutivo” – un evento in cui la popolazione di alghe rosse e i loro genomi si sono ridotti drasticamente. Gli scienziati propongono che qualche tempo dopo che le alghe rosse si sono evolute si sono adattate a un ambiente che esercitava una forte pressione selettiva per le piccole dimensioni del corpo, la capacità di cavarsela con pochissimo cibo, o forse entrambi. La conseguenza è stata la drastica riduzione delle dimensioni del genoma, degli introni di potatura, del DNA non codificante e dei geni superflui dal genoma.,
Cosa potrebbe aver fatto precipitare questo collo di bottiglia? Gli autori suggeriscono che le abitudini delle alghe rosse Cyanidioschyzon merolae e Galdieria suphuraria possono contenere un indizio: entrambi vivono in acqua calda e acida. Una compressione del genoma indotta da un ambiente così estremo può anche spiegare perché Chondrus ha un numero insolitamente elevato di geni senza controparti conosciute in altri organismi. Una volta che le alghe rosse hanno lasciato i confini del loro bagno acido, potrebbero essere state costrette a reinventare i geni da zero per molte funzioni necessarie nell’acqua di mare ordinaria.,
Non è evidente perché l’acqua calda acida dovrebbe favorire piccoli genomi, ma apparentemente lo fa nelle alghe rosse viventi. Poiché i cianobatteri (alghe blu – verdi) – i probabili principali concorrenti delle prime alghe rosse-sono noti per evitare la roba, questi ambienti proibitivi potrebbero aver fornito un’opportunità d’oro per le prime alghe rosse di prosperare in un luogo che pochi altri organismi stavano sfruttando. D’altra parte, la loro prova con il fuoco potrebbe averli condannati all’eterna prigionia nel mare., Senza un genoma grande e ridondante da cui l’evoluzione potrebbe giocare e facilmente creare nuovi geni, mancava il potenziale genetico necessario per lasciare l’oceano per il nuovo mondo coraggioso di terra.