Quando due popolazioni di una specie divergono geograficamente e restano isolati gli uni dagli altri, i loro geni divergono tra loro nel tempo.
Alla fine, quando un maschio da un gruppo di soggetti con una femmina non del gruppo, la prole muore o nasce sterile, così come incroci tra cavalli e asini producono muli sterili. A questo punto, diventano due specie distinte.
Ora, i ricercatori Cornell nel numero di ottobre della Public Library of Science Biology (Vol. 7, n. 10) propongono che in rapida evoluzione il 'DNA spazzatura' può creare incompatibilità tra due specie affini, impedendo loro di riprodursi.
In questo caso, i ricercatori hanno studiato incroci tra speci strettamente connesse di mosche, Drosophila melanogasters e Drosophila simulans.
Drosophila melanogaster M e F
Drosophila simulans
Quasi 100 anni fa, gli scienziati hanno scoperto che quando maschi melanogasters D. si accoppiano con femmine simulans D.,i maschi normali sopravvivono, ma gli embrioni di sesso femminile muoiono.
'E' rimasto un problema irrisolto ', ha detto Patrick Ferree, autore principale dello studio e un ricercatore postdoctoral nel laboratorio, co-autore Daniel Barbash, un assistente professore di biologia molecolare e della genetica. 'La domanda è: quali sono gli elementi che stanno uccidendo questi ibridi femminili e come lo fanno?'
I ricercatori hanno trovato che gli embrioni di sesso femminile ibrido muoino molto presto nello sviluppo.
Nella maggior parte delle specie, quando lo sperma del maschio (che trasportano sia un cromosoma X o Y) fertilizzare uova della femmina (che contiene un cromosoma X), si forma un nuovo cellulare con un unico nucleo che contiene un cromosoma sessuale da ciascun genitore.
Se la prole eredita il suo cromosoma X del padre, diventa femmina, se si eredita un cromosoma Y diventa maschile.
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cromosoma X
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cromosoma Y
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Ferree e Barbash scoperto che un unico segmento di DNA del cromosoma X del padre conduce alla morte dell'embrione delle femmine ibride.
Il segmento di DNA è stato trovato in eterocromatina del cromosoma, una regione densa di sequenze altamente ripetitive di DNA spazzatura vicino al centro del cromosoma.
Durante le divisioni iniziali dell'embrione, i ricercatori hanno trovato, un segmento specifico di eterocromatina si 'Sticky' che arresta il processo, impedendo l'intero cromosoma X da separarsi correttamente, il risultato è che l'embrione precoce muore.
I ricercatori hanno appreso che il DNA in eterocromatina si evolve più velocemente che in altre parti del genoma. Inoltre, durante lo sviluppo precoce, le proteine necessarie per la divisione delle cellule provengono dalla madre.
I ricercatori ipotizzano che l'eterocromatina del cromosoma del D. melanogaster maschile X si evolve rapidamente , in modo tale che dopo l'accoppiamento, le macchine coinvolte nel packaging del DNA da un simulans D. madre non riconosce più spazzatura del padre di D. melanogaster's' del DNA, ha detto Ferree .
La regione problematica del cromosoma X di D. melanogaster contiene circa 5 milioni di paia di basi di DNA, mentre la stessa regione del cromosoma simulans D. 'X contiene solo circa 100.000 paia di basi, di 50 volte la differenza, ha detto Ferree.
'Si punta a una specie-specificita in eterocromatina che è la differenza tra queste due specie', ha aggiunto. 'Questo potrebbe spiegare gli altri casi, quando si dispone di mortalità femmine ibride,' Ferree detto.
Fonte: Cornell University Communications