I fiori degli alberi di noce cambiano sesso ogni stagione da 40 milioni di anni
“È piuttosto atipico mantenere una variazione per un periodo così lungo.”
I rapporti tra i sessi degli alberi di noce sono mantenuti in equilibrio in modo simile ai nostri. Ti sei mai chiesto come fanno le piante a evitare di autoimpollinarsi? Gli alberi di noce hanno evoluto un sistema per evitare questo, separando i loro fiori maschili e femminili nel tempo, con i fiori di un sesso che sbocciano per primi e quelli dell’altro che sbocciano successivamente. Gli alberi di noce possono differire nel fatto che iniziano con fiori femminili o maschili, e lo sappiamo da quando Charles Darwin lo notò nel 1877. È stato osservato tra gli alberi di noce domestici così come tra i loro parenti selvatici, tra i quali il rapporto tra quelli che iniziano con fiori femminili e quelli che iniziano con fiori maschili è circa 1:1.
Non è stato fino agli anni ’80 che abbiamo scoperto che tutto dipendeva da un singolo locus genetico, come scoperto dallo studente laureato della UC Davis Scott Gleeson, ma avevamo ancora molto da imparare su come funzionava tutto. “I noci e i pecan hanno un dimorfismo temporale in cui alternano la fioritura maschile e femminile durante la stagione,” ha detto Jeff Groh, studente laureato in biologia delle popolazioni alla UC Davis e primo autore di un nuovo articolo, in una dichiarazione. “È noto dal 1800 ma non è mai stato compreso a livello molecolare prima d’ora.”
Lo studio di Groh e colleghi ha aperto il cofano sulla determinazione del sesso nella famiglia degli alberi Juglandaceae, che comprende noce, hickory e pecan. Con l’aiuto del Professor Graham Coop del Dipartimento di Evoluzione ed Ecologia, hanno raccolto dati dal programma di allevamento dei noci della UC Davis, così come dai noci neri residenti nel nord della California nel campus. Hanno determinato quali erano quelli che iniziavano con fiori femminili e quali con fiori maschili, poi hanno sequenziato i loro genomi per cercare modelli associati al tratto. Facendo ciò, hanno rivelato che per i noci, ci sono due varianti di quel gene identificato da Gleeson che possono influenzare quale sesso fiorisce per primo. Lo hanno individuato in almeno nove specie di noce e hanno scoperto che è stato un sistema stabile per un periodo incredibilmente lungo, circa 40 milioni di anni.
Lo studio ha anche esaminato gli alberi di pecan e ha scoperto che anche loro hanno una strategia di fioritura controllata da una regione genetica distinta, ma in un’area diversa del genoma rispetto agli alberi di noce. Per i pecan, si è evoluta circa 10 milioni di anni prima e potrebbe essere un esempio di evoluzione convergente in cui un antico antenato comune ha dato il via alla tendenza e nel tempo il meccanismo genetico esatto è cambiato leggermente. Inoltre, il sistema sembra funzionare a favore del mantenimento di quel rapporto 1:1 tra alberi che iniziano con fiori femminili e quelli che iniziano con fiori maschili, poiché quando uno diventa più comune, l’altro guadagna un vantaggio di accoppiamento, livellando il campo di gioco. E se questo suona familiare, è perché lo è. “È piuttosto atipico mantenere una variazione per un periodo così lungo,” ha detto Groh, e “c’è un chiaro parallelo con un modo comune di determinazione del sesso.” Il sistema che mantiene gli alberi di noce che iniziano con fiori femminili e quelli che iniziano con fiori maschili nel loro equilibrio 50:50 è simile al modo in cui funzionano i cromosomi sessuali degli animali. Noi umani (così come altri mammiferi) abbiamo due varianti strutturali, i cromosomi X e Y, che sono mantenuti approssimativamente in equilibrio dal modo in cui un boom in uno influenza il potenziale di accoppiamento dell’altro. Quindi, la prossima volta che sei a passeggio e vedi un albero di noce, fagli un cenno. Siamo più simili di quanto pensiamo.
Lo studio è pubblicato sulla rivista Science.