L'epigenetica si riferisce letteralmente a ciò che è sovrapposto alla genetica. I processi epigenetici spiegano come l'esposizione continua a fattori ambientali modella le risposte adattative rapide.
Questi processi di adattamento sono fondamentali per la sopravvivenza di tutte le specie, soprattutto in un ambiente in rapida evoluzione. Se vuoi conoscere le particolarità di questo ramo scientifico, continua a leggere.
Non tutta l'eredità genetica è ottenuta dai geni
Sin dalla scuola, apprendiamo che tratti come il colore degli occhi e la consistenza dei capelli sono governati dai geni, le parti del DNA che codificano le proteine che vengono ereditate, ma questa è solo una parte del processo.La verità è che i geni, codificati da basi azotate, costituiscono solo l'1,5% del DNA totale.
Cosa succede a quell'enorme 98,5% rimanente? Ebbene, non è del tutto noto. Queste porzioni non codificanti potrebbero essere considerate simili al Deep Web. Facendo un'analogia, non è possibile accedere alle informazioni ivi contenute utilizzando un browser tradizionale.
Anche l'epigenoma è ereditato
Fino ad ora, sono note sequenze che non codificano per proteine, ma sono bersaglio di processi di regolazione genica. Pertanto, è stato descritto che queste sequenze non codificanti possono essere "marcate" e che queste marcature costituiscono un sistema che governa l'espressione genica. Questo è ciò che è stato chiamato l'epigenoma.
L'epigenetica funziona attraverso tag o segni chimici che, aggiunti a cromosomi o istoni, attivano o disattivano i geni.
Il nuovo fenotipo risultante viene trasmesso da una cellula alle sue cellule figlie nella divisione cellulare, ma viene anche ereditato da un essere vivente alla sua progenie. Questi tratti possono essere mantenuti per diverse generazioni. Ecco alcuni esempi di cambiamenti epigenetici nel regno animale.
Il guscio difensivo della pulce d'acqua
Le pulci d'acqua dolce appartengono a un genere di crostacei planctonici chiamato Daphnia. Questi piccoli possono rilevare le sostanze chimiche prodotte dai loro predatori quando sono in giro.
Così, nel percepire questa minaccia, cresce una sorta di muro difensivo. In particolare, l'animale subisce cambiamenti nell'architettura del carapace, che aumenta lo spessore e la rigidità della procuticola.
Inoltre, questi invertebrati mostrano anche cambiamenti più sofisticati che si adattano alla strategia di caccia di ciascun predatore. Ad esempio, D. pulex sviluppa "zanne" che contrastano la presa delle larve del fantasma nano Chaoborus (Diptera).
Al contrario, in presenza del predatore Notonecta glauca, la specie Dapnia longicephala sviluppa creste che ostacolano la penetrazione del muso del predatore. Queste trasformazioni della pulce d'acqua sono dovute all'epigenetica.
Fantastico com'è, ciò che colpisce di più è che anche la loro prole nascerà con tali caschi, e spesso questo fenomeno continua anche nei loro nipoti. Pertanto, la difesa viene ereditata tra le generazioni.
Epigenetica e adattamento ai cambiamenti climatici
Nel 2016, gli scienziati canadesi hanno dimostrato che una popolazione di pesce razza (Leucoraja ocellata), che abita il Golfo meridionale di San Lorenzo, si è ridotta in risposta alle acque più calde. Hanno ridotto le loro dimensioni corporee del 45% rispetto ad altre popolazioni.
Gli scienziati hanno riferito che questi pattini si erano adattati alle temperature dell'acqua calda, che sono circa 10°C più calde rispetto ad altri siti nel golfo.Questo è un adattamento importante, poiché quando l'oceano si riscalda il contenuto di ossigeno diminuisce, rendendo difficile per i pesci più grandi ossigenarsi adeguatamente.
Lo studio ha rilevato 3653 cambiamenti nell'espressione dei loro geni che riflettevano, oltre al cambiamento delle dimensioni del corpo, altri associati a processi fisiologici. Fatta eccezione per le variazioni epigenetiche rilevate, la sequenza dei suoi geni era identica a quella di un' altra popolazione di razze atlantiche.
Lo studio dei cambiamenti epigenetici prodotti dagli insetticidi
L'esposizione agli insetticidi esercita una forte pressione sulle specie di insetti, poiché senza alcun mezzo di meccanismi di resistenza non sopravviveranno. L'uso di insetticidi nei programmi di controllo dei vettori e dei parassiti è inevitabile per motivi di salute pubblica e nell'agricoltura industriale.
Le prove suggeriscono che, oltre ai noti meccanismi di resistenza, i processi epigenetici possono svolgere un ruolo importante.I cambiamenti epigenetici nel DNA in risposta all'esposizione agli insetticidi potrebbero creare una modalità di azione sensibile per migliorare l'adattamento precoce. Per questo motivo è un campo di intensa ricerca scientifica.
