Attualmente la selezione funzionale che in passato ha caratterizzato la nascita ed il mantenimento di specifiche razze da lavoro, garantendone anche l’eterogeneità morfologica in virtù di una ben strutturata omogeneità funzionale, è in via d’estinzione. Prorompe, invece, il culto dell’esposizione cinofila in veste di passerella per razze canine; non più fiera zootecnica, ma successione di cani toelettati. E’ chiaro che essendo cambiate le linee fondanti della selezione riproduttiva e gli obiettivi, anche i risultati son diversi.

del Dott. Antonello Capra

Scopo della trattazione è evidenziare l’importanza della variabilità genetica per poi focalizzare il discorso sulla pratica cinotecnica attualmente più diffusa.

La preservazione di una specie non è garantita dalla solo riproduzione ma soprattutto dalla diversità genetica all’interno della popolazione.

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Parte prima: Variabilità genetica in biologia

PUNTO 1

La vita possiede una serie di strategie idonee alla sua preservazione contro i mutamenti ambientali.

La vita ruota talmente intorno alla molecola di DNA che lo scienziato Richard Dawkins, noto riduzionista, ha coniato la locuzione di "DNA egoista". Secondo Dawkins ogni organismo vivente altro non rappresenta se non un mero veicolo atto a proteggere e propagare la molecola di DNA. Quest'ormai nota considerazione è espressa nel suo più celebre libro "Il gene egoista". Tale importanza del DNA perché, a tutti gli effetti, esso costituisce un essenziale e comune fondamento molecolare in tutti i viventi, nessuno escluso; ne regola il piano strutturale e le attività. Parlare, dunque, di biologia della vita e di sopravvivenza vuol dire condurre il discorso necessariamente sul piano del DNA, per comprendere come esso abbia permesso agli organismi di adattarsi all’ambiente dalla nascita della vita, 3.8 miliardi di anni fa, ad oggi, contrastando l'azione entropica e le condizioni che, di volta in volta, essa genera e protraendo la sua esistenza sin qui, sino a noi.

Buona parte del successo adattativo di tale molecola deriva dalla sua plasticità e dalle diversità biologiche che ingenera. Mantenere in una popolazione, attraverso le generazioni, un alto grado di differenziazione del DNA significa garantire alla specie in questione un’elevata possibilità di risposta e sopravvivenza alle più varie situazioni ambientali. E’ così che la vita permane stabilmente, anche in seguito a catastrofi naturali di enorme entità.

I viventi hanno due modalità riproduttive: l’asessuata e la sessuata. La prima consiste, fondamentalmente, nel normale processo cellulare mitotico. Gli individui che risultano dalla riproduzione asessuata, salvo mutazioni, sono geneticamente identici a quelli che li hanno generati. Avviene soprattutto negli organismi tassonomicamente inferiori (ma anche in diversi superiori, in cui si verifica per lo più la sessuata): quasi esclusiva nelle Monere (batteri), mentre negli altri regni è affiancata e/o alternata (in maggior percentuale per frammentazione-scissione-gemmazione) a quella sessuata.

La seconda prevede l’incontro di due cellule riproduttive, maschile e femminile, cariotipicamente compatibili (specie- specifiche). Da tale incontro si origina un’unica nuova cellula definitiva nel suo status, oppure una progenitrice (zigote) delle future generazioni cellulari che costituiranno il pluricellulare. Analizzando tutti i viventi e la loro storia, articolatasi in miliardi di anni, emerge un aspetto chiave: la vita, nel corso del processo evolutivo, ha prediletto la riproduzione sessuata. Perché? Il motivo risiede nella ricerca di variabilità genetica.

Il concetto di lotta per la sopravvivenza, proposto dall’economista inglese Thomas Robert Malthus, solo in seguito ripreso da Charles Robert Darwin, conduce all’evidenza di una selezione naturale degli organismi tutti, in lotta continua per la vita. E’ chiaro che solo quelli geneticamente più adatti alla sopravvivenza in un determinato spazio, in un certo periodo storico, permarranno con loro generazioni future.

Di qui la necessità di aumentare la probabilità di sopravvivenza mettendo in gioco tante possibili varianti di DNA. Se ve ne fosse una ed un’unica per una certa popolazione, in presenza di condizioni ambientali limite o avverse per quella data variante, si avrebbe l’estinzione immediata di un folto numero di viventi. Invece, aumentando la variabilità genetica si ottiene un ventaglio differenziato di alternative genetiche (e dunque di individui), atte a far fronte alle instabili condizioni ambientali. Aumentano, dunque, ripetiamo, le possibilità di adattamento a livello di popolazione.

Si tratta di considerazioni di primaria importanza: se così non fosse perché tutti i sistemi biologici (e questo avviene sempre più spostandosi lungo la scala evolutiva), che chiaramente tendono al minimo dissipamento energetico, hanno visto l’instaurarsi di strategie riproduttive che ricercano, in diverso modo, la variabilità genetica? Il tentativo di incontrare la cellula partner determina, infatti, un dispendio energetico pesante, la cui scarsa probabilità di successo viene evitata aumentando enormemente il numero di cellule cercatrici coinvolte, incrementando così anche l’energia coinvolta e spesa. Chiaramente, la fecondazione interna ha incrementato, nell’evoluzione, la possibilità di riuscita, riducendo i costi energetici.

In conclusione, se una specie ha molta variabilità genetica interna essa avrà individui decisamente eterogenei. Tale eterogeneità aumenterà la probabilità di sopravvivenza della specie in presenza di condizioni limite; in tale situazione diversi individui si estingueranno, ma altri sopravviveranno, proprio in virtù della loro dissomiglianza. L’eterogeneità interindividuale sarà, poi, la base importante per l’eteroincrocio, che fornirà il supporto biochimico per il maggiore vigore dell’ibrido eterozigote rispetto all’omozigote.

PUNTO 2

Strategie biologiche per ottenere variabilità genetica.

Per rendere cangiante il patrimonio genetico la natura possiede diversi meccanismi e strategie. La variabilità genetica può derivare da:

Riflessione: le prime fonti di variabilità genetica possono essere definite ”prepotenti”, biologicamente difficili da gestire: possono ingenerare più spesso mutazioni letali (come avviene nella gran parte dei casi) ma anche, seppur raramente, migliorie; soprattutto, sono fonte d’evoluzione in biodiversità. Non sono sottoposte a barriere di specie.

La riproduzione sessuata, invece, è la strategia biologica alla base dell’adattamento lento e progressivo degli organismi all’ambiente. Possiede solide barriere di specie. La variabilità che ingenera è tanto maggiore quanto più grande è la distanza genetica tra individui incrociati.

PUNTO 3

Cellule alla ricerca della variabilità genetica.

In tutti i cinque regni dei viventi si ha un’intensa attività di variazione genetica. Nelle Monere, i batteri, abbiamo almeno tre meccanismi di ricombinazione genetica, ben diversi dalla moltiplicazione cellulare, volta ad aumentare il numero di individui nella popolazione; già questo fatto dovrebbe farci molto riflettere sulla ricerca e l’importanza della variabilità genetica negli organismi. Tali meccanismi sono la trasformazione, la trasduzione e la coniugazione. Molto interessanti gli ultimi due. Nella trasduzione un virus batteriofago ingloba, fortuitamente, un po’ del DNA del batterio e così lo trasferisce, sempre casualmente, ad altri batteri. Nella coniugazione due cellule formano un ponte citoplasmatico attraverso il quale trasferire materiale genetico (plasmide). Si tratta di un fenomeno la cui unica valenza è aumentare la variabilità genetica. Osserviamo che il ciclo vitale di un batterio è molto breve, con tempi di generazione minimi. Dunque, il fenomeno mutazionale, di generazione in generazione, pesa più consistentemente rispetto ad altre forme di vita, ingenerando, così, variabilità nel DNA in tempi relativamente ridotti rispetto ad altri viventi.

La coniugazione avviene anche nei protozoi del regno filogeneticamente successivo, i Protisti. Nei protozoi si hanno anche altre due forme di riproduzione sessuata. Tralasciando l’autogamia, è da meditare il fatto che nella singamia si ha addirittura fusione di due individui in uno solo, con diminuzione della popolazione totale a solo vantaggio della variabilità genetica.

Un dato ancor più interessante è che le frequenze sia di coniugazione che di mutazione aumentano in condizioni ambientali stressanti.

Dalle spore fungine aploidi che si fondono insieme, ai gameti di Piante ed Animali, tutta la natura tenta di ottenere maggiori possibilità di adattamento e sopravvivenza tramite l’eteroincrocio. L’impollinazione, nelle sue diverse forme, è lo specchio ideale di quanto affannoso sia tale proposito.

PUNTO 4

Organismi alla ricerca della massima diffusione di areale per evitare isole genetiche a bassa variabilità.

Le differenze genetiche in una data specie aumentano con la distanza geografica, dato che in un certo territorio il patrimonio genetico viene scambiato solo da un numero limitato di individui. Di qui deriva la necessità di aumentare la variabilità genetica colmando le distanze geografiche, raggiungendo zone caratterizzate da un patrimonio genetico compatibile ma meno simile possibile. La dispersione del seme nelle piante rispecchia, ad esempio, la necessità di conquista di areali differenziati per condizioni ambientali e genetiche.

Sia le barriere geografiche che la vita sociale degli animali, limitando le possibilità e le scelte riproduttive, mettono a rischio il tasso di variabilità genetica di una popolazione.

Sappiamo che molti animali adottano un regime di vita solitario e coprono anche notevoli distanze per attuare l’accoppiamento. Altri animali vivono in branco, traendo tutti i vantaggi che tale scelta comporta in termini di predazione o difesa dai predatori. Tuttavia, tale condizione crea un isolamento genetico, in quanto lo scambio di geni si limiterebbe alla popolazione.

Nel branco di lupi, caratterizzato da un massimo di setteotto individui, le giovani femmine sub-dominanti possono essere allontanate o può accadere che i mashi di unodue anni si allontanino spontaneamente. Entrambi ricercheranno un partner per formare un nuovo nucleo sociale.

Una breve digressione. Alla base della vita sociale del branco è la comunicazione. Sappiamo che tale comunicazione si attua tramite atteggiamenti e movenze rituali che mantengono le gerarchie, garantendo anche la coesione affettiva tra gli elementi che lo compongono. Le informazioni scambiate non sono, tuttavia, esclusivamente visive. Molti predatori, in primis il lupo, decidono con estrema attenzione quando e se seguire la traccia di una preda difficile da attaccare, per dimensioni o forza. Tale scelta viene operata sulla base dell’analisi di una serie di dati olfattivi caratterizzanti lo stato di salute della preda. Solo qualora urine, feci ed altri elementi confermino la presenza di vizi o malattie il predatore resterà sulle tracce per cacciare.

I dati olfattivi possono, in qualche modo, determinare la scelta di individui idonei per un buon eteroincrocio genetico? Una recente ricerca del Leibniz Institute (2007) ha dimostrato che le femmine di iena maculata del Serengeti, cratere di Ngorongoro, prediligono, nella scelta del partner, i maschi forestieri. E’ un’osservazione che conferma quanto si va delineando. I leoni maschi che hanno raggiunto la maturità vengono scacciati dal branco per condurre vita nomade, sino al momento in cui non saranno abbastanza forti da sfidare e vincere i maschi di un altro branco, subentrando e acquisendo il diritto a riprodursi. La vita solitaria di un giovane leone è, per questo, molto perigliosa.

Tra le termiti Reticulitermes speratus quando la popolazione raggiunge una notevole dimensione si schiudono uova che daranno termiti alate; queste ultime sono funzionalmente idonee a ricercare una regina con cui riprodursi e nuovi areali da colonizzare. Ancora un esempio. Il caso dello squalo bianco (Carcharodon carcharias), denominato Nicole, il cui studio è valso un film documentario dal titolo omonimo, presentato al “Vedere la scienza di Milano” nel 2009. Nicole è stata protagonista di una migrazione documentata senza precedenti; un tragitto di ben 20000 km, non privo di insidie, dalla costa sudafricana, di per sè ricca di fauna ittica, idonea dunque per l’alimentazione, e di potenziali partners riproduttivi, sino alla costa occidentale dell’Australia; giunto qui lo squalo Nicole si è, invece, incrociato con squali bianchi autoctoni; gli scienziati che hanno seguito questo straordinario viaggio hanno cercato una spiegazione per una tale pericolosa migrazione; si tratta, con netta evidenza, di un vero e proprio progetto di specie: "la ricerca della variabilità genetica".