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I geni Homeobox: perchè parlarne?

29 agosto 2011 in dendrite by Manuel | 2 comments

Ci sono domande che accompagnano l’uomo dall’inizio della sua storia, domande come: perchè il cielo è azzurro? perchè la terra è rotonda? l’universo è davvero infinito? e perchè abbiamo una testa, un torace, due braccia, due gambe, due mani e due piedi? Chiunque abbia un numero diverso di elementi rispetto a quelli scritti non si preoccupi, avrà una risposta!
Avrete notato senz’altro notato che ci potremmo virtualmente tagliare in due metà pressochè speculari tra loro, semplicemente seguendo un asse anteroposteriore: scopriremo che la maggiorparte del nostro organismo esterno e interno è simmetrico rispetto a questo asse (il fegato, ad esempio, sembra fare eccezione).
Come immagino sappiate, ciascuno di noi si è formato fisicamente con lo sviluppo embrionale, durante il quale, da una singola cellula chiamata zigote, si forma un organismo pluricellulare, dotato di organi e tessuti ben differenziati (morfogenesi e organogenesi).
Durante lo sviluppo embrionale non ci sono solo processi di crescita e proliferazione cellulare, ma processi di differenziamento istologico, morfogenesi e trasformazioni spaziali che portano appunto all’organogesi e alla determinazione dell’assetto del corpo lungo un asse antero-posteriore. la questione è complessa: ad esempio, tra un rene e l’altro, non ci sono differenze, sono pressochè identici. Questo significa che le cellule che hanno dato origine ai reni erano cellule identiche e che si sono disposte e strutturate in egual modo per dare origine all’organo; ma prendiamo ad esempio un braccio e una gamba, non ci sono differenze istologiche tra i due arti, ma ciò che cambia è la disposizione delle cellule. Ci deve essere qualcosa, oltre al processo di differenziamento, che determina l’assetto e la disposizione delle cellule e dei tessuti in un organo, in un arto, nell’organismo in generale.
Esise una famiglia di geni che è responsabile della determinazione spaziale del nostro corpo, e di quello degli altri organismi e della loro specificazione (ovvero formazione di due braccia, due cambe, una testa ecc..). Lo studio di questi geni è iniziato in un modello biologico molto famoso, ovvero il moscerino della frutta. Diverse mutazioni che non interrompevano lo sviluppo embrionale, avevano effetti sulla disposizione delle diverse componenti dell’insetto, ad esempio in una mutazione chiamata Antennapaedia, il povero moscerino si ritrovava due arti al posto delle antenne. Questo dimostrava come dei geni in particolare potessero avere un ruolo organizzativo durante lo sviluppo embrionale. Questi geni sono stati chiamati geni Omeotici o Homeobox in inglese, e sono accumunati dall’avere un dominio proteico di 60 amminoacidi molto conservato nell’evoluzione, l’Homeobox domain o l’omeodominio. Questo domnio è in grado di legare une specifica sequenza di DNA e di funzionare come fattore di trascrizione (Fattori di trascrizione e Promotori, un sistema chiave/serratura), attivando o reprimendo numerosi altri geni. Sono stati scoperti 8 geni Homeobox (Hox per gli amici) nel moscerino della frutta e 39 nei mammiferi. Questi geni non sono sparsi casualmente per il genoma, ma sono anzi raggruppati in Clusters (ovvero gruppi di geni ravvicinati) da A a D. Con la loro funzione i geni Hox controllano l’identità cellulare e la sua posizione lungo l’asse anteroposteriore dell’organismo. Il funzionamento di questi geni è strettamente regolato e questa regolazione è sia temporalmente che spazialmente determinata. Ad esempio i geni Hox collocati al 3′ di ciascun cluster (quindi quelli al fondo del cluster stesso) sono attivati sempre prima di quelli al 5′ (quindi quelli iniziali); oltre a questa distinzione temporale, c’è anche una distinzione spaziale: i geni collocati al 3′ sono attivati prima e in zone anteriori dell’embrione, mentre i geni collocati al 5′ sono attivati dopo e in zone posteriori. La distinzione spazio-temporale dell’attivazione è fondamentale per un corretto sviluppo dell’embrione.  Questa caratteristica viene chiamata Collinearità ed è essenzialmente dovuta a fattori epigenetici. L’epigenetica come ho già discusso, è quella serie di informazioni che provengono dalla modificazione covalente di DNA e Istoni. Gli istoni sono delle proteine essenzialmente basiche, che formano dei complessi chiamati nucleosomi attorno ai quali si avvolge la doppia elica. Il modo con cui il DNA si avvolge attorno ai nucleosomi dipende da numerosi fattori, quelli che ne aumentano l’adesione (e quindi provocano la cosiddetta condensazione della cromatina) fanno in modo di inibire l’espressione dei geni contenuti nella sequenza di DNA condensata, perchè più il DNA è condensato minore è la probabilità che  il complesso di trascrizione si leghi ai promotori dei geni e che questi vengano espressi. I fattori che invece diminuiscono lo stato di condensazione sono fattori che aumentano il livello di trascrizione per il motivo opposto. La capacità dei geni di essere espressi dipende dall’equilibrio tra fattori pro-condensazione (che silenziano)  e fattori anti-condensazione (che attivano), e il linguaggio che ha come alfabeto questi fattori prende il nome di epigenetica. La capacità dei geni Hox di essere espressi in maniera così finemente regolata è dovuta ad un attento switch epigenetico che vede decondensati prima i geni Hox al 3′ del cluster di appartenenza nelle zone anteriori dell’embrione, e successivamente i geni Hox al 5′ nelle zone posteriori. Il pattern di attivazione di questi geni Hox determina l’identità e la posizione delle cellule durante lo sviluppo embrionale.  Molto importante ad esempio è il pattern di espressione durante lo sviluppo dell’encefalo che porta alla formazione di un prosencefalo, di un mesencefalo e di un romboencefalo, tutte e tre le parti si dispongono lungo un asse longitudinale e durante questo sviluppo si verificano numerosi cambiamenti epigenetici a livello dei loci Hox nelle cellule staminali progenitirici fino ad arrivare alle cellule completamente differenziate. Questi marcatori epigenetici hanno anche un ruolo fondamentale nella memoria cellulare che fa sì che una cellula, quando si divide, trasmette alle cellule figlie lo stato della cromatina che possedeva precedentemente alla divisione, in modo che la cellula figlia assuma le stesse caratteristiche della cellula madre.
Possiamo infine immaginare cosa potrebbe succedere in caso di un’alterata espressione dei geni Hox durante l’embriogenesi. Le malformazioni degli arti inferiori e superiori, delle mani e dei piedi e delle rispettive dita sono spesso riconducibili ad alterazioni nel pattern di espressione dei geni Hox (ad esempio una mutazione nei geni appartenendti al Cluster HoxD sembrano essere correlate con malformazioni degli arti e nel tratto uro-genitale). Spesso l’esposizione del feto in via di sviluppo ad alcune sostenze (dette teratogene) porta alla comparsa di malformazioni, sembra che queste sostanze interferiscano non il funziamento dei geni Hox o delle relative proteine. Diversi tumori (soprattutto infantili), inoltre, sono stati associati ai geni Hox.
Una ultima considerazione. Come ho detto, i primi studi sulla capacità di organizzare la simmetria corporea sono stati fatti su un insetto, quindi un invertebrato. Da questo modello poi si è iniziato a studiare una serie di altri organismi, uomo compreso, dimostrando che questi geni omeotici sono presenti particamente in tutti gli animali e non solo (anche nelle piante ad esempio).  Questo significa che poichè in natura esistono forme di vita con piani di simmetria molto diversi: pensiamo ad un riccio di mare od a una stella marina e pensiamo a un topo, i primi due hanno una simmetria raggiata, un topo ha una simmetria bilaterale (come noi), ma non è solo questione di simmetrie, prendiamo ad esempio gli arti negli invertebrati passiamo da sei arti per gli insetti, a otto per gli aracnidi, mentre per i vertebrati abbiamo una minore variabilità (in genere quattro arti che possono essere successivamente modificati o perduti). E’ chiaro che per avere questa variabilità di simmetria e strutture corporee è stato necessario modificare l’attivazione dei geni Hox. Poichè esistono delle mutazioni inattivanti a livello di questi geni che rendono la struttura dell”organismo colpito più semplice rispetto all’originale, e qualche volta simile a eventuali antenati ancestrali, si potrebbe inferire che le acquisizioni corporee siano state ottenute aumentando di complessità il pool dei geni Hox (e questo potrebbe essere convalidato dall’evidenza che il numero dei cluster nei vertebrati segue quasi esattamente il numero di duplicazioni genomiche), ma questo pone un problema, se immaginiamo un modello di evoluzione a piccoli step andiamo incontro alla formazioni di veri e propri mostri che non saranno tollerati dalla selezione naturale. Io non sono un biologo evoluzionista, e non ho idea di cosa gli esperti pensino al riguardo. Spero di aver stimolato la vostra curiosità ed il vostro interesse per un argomento che è estremamente complicato e affascinante. Se avete domande siete invitati a farle, anche se non vi assicuro che sappia la risposta! Alla prossima.

Bibliografia:
“Embriologia” di Barbieri M e Carinci P.
Benjamin A. Barber, Mojgan Rastegar, “Epigenetic control of Hox genes during neurogenesis, development, and disease“;  Annals of Anatomy 192 (2010).
Micheal Akam, “Hox genes, homeosis and the evolution of segment identity: no need for hopeless monsters“; Int. J. Dev. Biol. 42 (1998)
Shigehiro Kuraku, “Hox Gene Clusters of Early Vertebrates: Do They Serve as Reliable Markers for Genome Evolution?” Genomics Proteomics Bioinformatics (2011)

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Le dimensioni contano, ma la scala di più!

12 aprile 2011 in lente di barlow by Alice | 2 comments

Questo post è inserito nel contesto de Il Carnevale della Biodiversità che è ormai giunto alla terza edizione, con il grande entusiasmo dei blogger che vi partecipano.  L’argomento di questa terza edizione è Le dimensioni contano e la nostra interpretazione ha rappresentato cercare dove le dimensioni non contano, ovvero cosa rimane costante nella varietà della vita. Gli altri blog partecipanti hanno fornito altri contributi molto molto interessanti i cui riferimenti possono essere trovati qui.

Physicists tend to look for universals and invariants whereas biologists often get preoccupied with all the variantsions in nature.

-  Jim Brown,  biologo dell’Università nel Nuovo Messico

Solo con la parola meraviglia si può descrivere ciò che si prova di fronte alla varietà delle forme di vita che conosciamo, alle sue mille sfaccettature, alle forme e alle dimensioni che spaziano dai ricci di mare, alle sequoie, agli insetti e alle diatomee. Ulteriore meraviglia deriva dalla scoperta che tutti questi organismi così diversi hanno relazioni molto più strette di quanto un primo impatto possa suggerire.

In particolare, in questo post tratteremo il risultato di una collaborazione per certi aspetti curiosa tra due biologi , Jim Brown e Brian Enquist, ed un fisico, Geoffrey West, i quali alla fine degli anni ’90 hanno cercato di spiegare come diverse  caratteristiche degli organismi viventi come il numero di battiti cardiaci, le dimensioni del cervello e dei muscoli, etc  cambino al variare delle dimensioni degli organismi stessi.

Il risultato, per certi aspetti tutt’ora controverso, è una delle poche leggi della biologia, che di fronte alla complessità e alla varietà degli organismi studiati,  suggerisce una sorta di regola generale e piuttosto semplice.  Il modo migliore per arrivare a questo tipo di leggi di scala consiste nel concentrarsi su qualche esempio.

Tutti sappiamo che tendenzialmente gli animali più grandi sono dotati di un cervello di dimensioni maggiori. E’ interessante però anche chiedersi come cambino le masse medie del cervello per animali di diversa massa e vedere se esiste qualche proporzione. Il risultato di quest’analisi è il grafico riportato.

In questo grafico a dispersione con assi logaritmici sono riportate in ascissa le masse degli animali rappresentati e in ordinata quelle dei loro cervelli

Per comodità in questo tipo di studi si utilizzano quasi sempre grafici in scala logaritmica per diversi motivi. Anzitutto occorre osservare che se mantenessimo una scala lineare il grafico non sarebbe così immediato da capire perchè i punti sarebbero molto più dispersi. Inoltre siccome ad ogni “tacca” corrisponde una moltiplicazione per 10 la scala logaritmica risulta funzionale per fare confronti tra diversi animali. Infine, se utilizzassimo la scala lineare il risultato sarebbe una curva che è tendenzialmente di più difficile interpretazione. In questi esempi utilizzando la scala logaritmica otteniamo quasi sempre dei dati che possono essere interpolati con una retta i cui parametri sono molto più semplici da studiare.  Anzi, in realtà il parametro da studiare è soltanto uno: il coefficiente angolare della retta in questione. I casi che possiamo ipotizzare sono diversi:

1) possiamo pensare che la pendenza della retta sia 1. Ciò significa che se le dimensioni (in questo caso la massa) dell’organismo raddoppiano anche le dimensioni del cervello raddoppieranno.

2) in alternativa potremmo pensare che il rapporto sia di 2/3. Il motivo è sottile. Il ragionamento è di natura dimensionale: qualsiasi sia la forma dell’organismo in questione facendo variare le sue dimensioni, la sua massa, proporzionale al suo volume varierà con la terza potenza. Le dimensioni del cervello invece si potrebbe pensare che siano proporzionali alla superficie dell’organismo in questione (perchè con l’aumentare della superficie aumentano ad esempio le cellule sensibili all’interazione con l’esterno, ovvero quelle che inviano segnali da elaborare al cervello). Per tale motivo si potrebbe pensare che, aumentando con la terza potenza delle dimensioni la massa dell’organismo e con la seconda quella del cervello il coefficiente angolare della retta sia 2/3.

Questo tipo di ragionamento può essere fatto non solo per le dimensioni di qualsiasi organo, ma anche per altre grandezze, come il numero di battiti cardiaci, la durata della vita, etc… Ciò che è interessante è che per la stragrande maggior parte di questi esempi, cervello compreso, il legame con la pendenza è sempre lo stesso. Nel nostro esempio la pendenza non si rivela infatti essere 1 e nemmeno 2/3 , bensì un numero compreso tra i due pari a 3/4.

Questo numero compare anche in altri tipi di studio, in particolare è oggett della cosiddetta legge di Kleiber che mette in relazione la massa di un organismo con l’inverso del suo rate metabolico (utilizzando come sempre la scala logaritmica). Ovviamente questo tipo di legge contiene al suo interno piccole variazioni, ad esempio tra organismi a sangue caldo, organismi a sangue freddo e unicellulari, ma pur con queste piccole differenze si applica a tutti gli animali e ai batteri (e con opportune modifiche anche ai vegetali).

In questo grafico si può vedere, in scala logaritmica, la relazione tra dimensioni di un organismo e il suo tasso metabolico.

Il motivo per cui la pendenza di queste rette è di 3/4 è rimasto piuttosto oscuro fino agli studi di West, Brown ed Enquist, che hanno derivato matematicamente questo risultato.  Il loro studio prende in esame il problema fondamentale  di ogni organismo, ovvero il rifornimento di ossigeno e nutrienti. Diversi organismi lo affrontano in modo differente: un organismo unicellulare (o semplicemente molto piccolo)  non ha grosse difficoltà perchè la maggior parte delle sue cellule è a “contatto con l’esterno” e ciò è legato a un rapporto molto alto tra superficie e volume.  Per un organismo più grande il problema del trasporto è più pressante perchè la maggior parte delle cellule che necessitano di nutrimento e ossigeno si trovano lontano dalle superfici in cui avviene lo scambio.  I risultati dopo millenni di evoluzioni sono diversi:  da dei veri e propri tubi utilizzati dagli insetti al nostro sistema circolatorio, passando per le branchie dei pesci.

Il fatto che il tasso metabolico e le dimensioni di un organismo siano legati da una potenza 3/4 può essere visto da un certo punto di vista come un compromesso tra una relazione lineare (pendenza della retta 1) e la relazione superficie-volume (pendenza 2/3). Questo compromesso è dettato da due caratteristiche principali del problema “dei rifornimenti”.

Per capire il primo immaginiamo di voler “ingrandire” un piccolo mammifero: aumentando le sue dimensioni, aumenteremo il suo numero di cellule, perciò dovremo rendere più efficiente il suo sistema circolatorio. Per fare ciò dovremo, fra il resto, aumentare la superficie dei suoi vasi sanguigni, perciò ci saranno delle cellule in più che oltre ad aumentare questa superficie aumenteranno anche il volume dell’organismo in sè! Quindi una parte del volume della crescita è occupato dal sistema di rifornimento di quelle cellule che hanno determinato l’aumento. In altre parole, se raddoppiamo il numero di cellule che hanno bisogno di essere nutrite e ossigenate il volume di quella che potremmo chiamare rete di distribuzione aumenterà più del doppio perchè serviranno più collegamenti e quei collegamenti occupano un certo volume.

La rete di distribuzione di ossigeno in un gran numero di organismi pluricellulari

L’altra ipotesi che gioca un ruolo importante nel compromesso tra linearità e rapporto superficie-volume  consiste nel considerare che il metodo più efficiente di trasporto (quello associato con meno sprechi) è quello che occupa una frazione fissa del volume totale dell’organismo.  Quest’ipotesi deriva principalmente da osservazioni empiriche: nel caso dei mammiferi  questa frazione è del 6-7%.

Mettere insieme queste due ipotesi dal punto di vista matematico non è semplice, ma partendo da questi due punti (successivamente altri ricercatori hanno utilizzato ipotesi meno restrittive) si può dimostrare che il rapporto di massima efficienza è pari a 3/4 ed è ciò che effettivamente si osserva.

La potenza di questa legge penso che sia evidente: è una legge che vale per organismi molto diversi tra loro ed è nella sua essenza incredibilmente semplice. Nonostante ci siano tutt’ora alcuni critici, questa derivazione è accettata dalla maggior parte degli ecologi e continua ad affascinare per la sua eleganza e generalità.

Per approfondire:

Methabolic Theory of Ecology on Wikipedia. Dalla legge di Kleiber si è sviluppata un’intera branca dell’ecologia.

Power Laws in Biology un articolo interessante sulle leggi di potenza in biologia, descrive molti dettagli da cui si può capire l’importanza di utilizzare la scala logaritmica in questo ambito

Of Mice and Elephants: A Matter of Scale, George Johnson, un’interessante e appassionante introduzione al lavoro di West, Brown ed Enquist

The Ancestor’s Tale, Richard Dawkins, ai temi delle leggi di scala in biologia e alla legge di Kleiber Dawkins dedica ben due racconti (Il racconto dell’homo abilis e del cavolfiore)

Dimensioni e vita, McMahon- Bonner, Una bella raccolta di esempi e problemi che riguardano dimensioni e biologia, non troppo appassionante da leggere, ma molto interessante.


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Recensione di “Armi, acciaio e malattie” di Jared Diamond

17 agosto 2010 in gluone blu by Marco | 3 comments

Diamond porta luce sugli ultimi 13 mila anni d’umanità

Buongiorno a tutti. Questa è la recensione di un libro che credo dovrebbe essere la bibbia di chiunque studi etnologia, antropologia e storia antica. Un libro che secondo me dovrebbe esser di compendio a tutti i corsi di scienze delle scuole superiori. Sto parlando di “Armi, acciaio e malattie” di Jared Diamond ornitologo dell’università della California che dopo anni di studi in giro per il mondo ha deciso d’intraprendere anche la carriera di divulgatore scientifico. Una scelta azzeccata.

Ma andiamo al dunque, perché bisognerebbe leggere questo libro?

Prima di tutto perché leggendolo si può capire molto del mondo di oggi e del passato. Infondo la storia non è che l’impalcatura su cui si costruisce il futuro. Immagino che anche a voi sarà capitato di farvi delle domande sull’umanità. Non tanto le metafisiche “perché siamo qui?”, “cosa siamo?” ecc. ma roba un po’ più spiccia e, forse, più utile, tipo “perché in fin dei conti gli europei hanno conquistato tutti gli altri popoli del mondo?”. Non so voi, ma io quando studiavo storia rimanevo sempre impressionato dalla magnificenza delle grandi civiltà precolombiane, Inca e Aztechi soprattutto.  Immaginare che questi grandi imperi che avevano città popolose come quelle europee siano caduti per mano di un centinaio e poco più di rozzi conquistadores spagnoli mi ha sempre lasciato impressionato. Se si pensa poi al fatto che sempre questi grandi imperi passati avessero incredibili conoscenze astronomiche e ingegneristiche ma non conoscessero l’uso della ruota mi lasciava ancora più sorpreso. Bene, leggendo l’opera di Diamond si potrà capire tutto questo, e molto altro ancora, con grande chiarezza e immediatezza.

Il libro è ben scritto, fluido e ricco di esempi, curiosità e aneddoti dei viaggi di Diamond. Talvolta l’attenzione cala perché in alcuni parte la densità delle nozioni e dei concetti si fa molto alta e quindi porta ad un pericoloso incremento della soporosità. Di contrasto però leggendo “Armi, acciaio e malattie” non si potrà non rimanere estasiati davanti al fantastico film cui si assisterà.

Dalle righe di Diamond uscirà infatti un fiume di vicende antiche, di uomini d’un tempo lontano che varcarono gli oceani colonizzando la Polinesia, le Americhe, che combatterono tra loro conquistandosi vicendevolmente. Li si vedrà scoprire l’agricoltura, il metallo, creare e distruggere civiltà nel susseguirsi dei secoli lasciando tracce indelebili su quel guazzabuglio di affascinanti contrasti da noi chiamato umanità.

Un libro davvero molto affascinante.

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Emoglobina preistorica

16 luglio 2010 in dendrite by Manuel | 2 comments

L’adattamento è uno dei pilastri dell’evoluzione e capire i meccanismi molecolari che lo rendono possibile oltre che affascinante è molto importante: capire cioè il collegamento tra i cambiamenti del genotipo e quelli del fenotipo.
Su uno dei recenti numeri di Nature genetics (6 giugno) è stato pubblicato uno studio sull’emoglobina del Mammuth Lanoso (Mammuthus primigenius).
I Mammuth furono gli unici membri della famiglia degli Elefantidi a colonizzare le alte latitudini, in coincidenza con un abbassamento delle temperature noto come era glaciale (1-2 milioni di anni fa).
Ovviamente per resistere a questi climi siderali il possente animale dovette sviluppare numerosi adattamenti atti a limitare le dispersioni di calore: piccole orecchie, coda relativamente corta, una pelliccia folta e spessa ecc…
Questi adattamenti hanno una base genetica e molecolare e in questo senso i ricercatori sono riusciti a sequenziare e a sintetizzare un’autentica emoglobina appartenente a questo animale usando materiale estratto da un individuo di circa 43 mila anni fa ritrovato in Siberia.
Un breve ripasso sulla struttura e sulle funzioni dell’emoglobina prima di continuare, anche se per molti di voi non sarà necessario. L’emoglobina è una proteina molto complessa e forse una delle più conosciute. E’ costituta dall’unione di due catene alfa identiche e due catene beta identiche, formando così un tetramero. All’interno di ciascuna catena alfa e beta, in una tasca protetta, si inserisce una molecola non proteica (l’incubo di chi, dovendo preparare biochimica, ne deve studiare a memoria la struttura): il gruppo eme.
Questa molecola contiene al suo interno, esattamente al centro, un atomo di Ferro. E’ proprio l’atomo di ferro (stato di ossidazione 2) in grado di legare l’O2, che viene così veicolato nel sangue e trasportato dai polmoni ai tessuti. Uno dei problemi maggiori nel funzionamento di questa proteina, se vogliamo, è quello di essere suffcientemente affine all’ossigeno per legarlo saldamente nei polmoni, ma di non esserlo troppo nei tessuti per rilasciarlo facilmente alle cellule. Questo problema è superato dal fatto che l’affinità della proteina per l’O2 aumenta (anche se non linearmente) con l’aumentare della pressione parziale dell’ossigeno stesso.

Fonte: Pneumonet.it

Nei polmoni la pressione dell’ossigeno è alta (perchè ce ne è molto, secondo la legge P=nRT/V) e l’emoglobina è estremamente affine e si satura al 98%.. nei tessuti invece la pressione è più bassa, e la proteina può cederlo facilmente.
Dicevamo.. L’emoglobina dei Mammuth..Questa proteina differisce di alcuni amminoacidi da quella dell’elefante odierno (a loro volta gli elefanti africani hanno una HB leggermente diversa da quelli asiatici).
I ricercatori hanno studiato se queta “versione” fosse funzionalmente differente da quelle attuali e hanno scoperto cose interessanti. Una delle proprietà dell’emoglobina, in generale, è che è influenzata, oltre dalla pressione parziale, anche dalla temperatura, dal pH e dall’anidride carbonica, oltre che da una serie di altre molecole come il bifosfoglicerato (BPG) un intermedio della glicolisi. L’aumento della temperatura e della CO2 e l’abbassamento del pH sono chiari indici di un aumentato metabolismo e di un maggiore bisogno di ossigeno e infatti in queste condizioni l’emoglobina rilascia più facilmente l’ossigeno; tuttavia questo fa sì che, per temperature basse, l’affinità aumenti.
E’ stato visto che, se alla temperatura corporea l’emoglobina degli elefanti e del mammuth si comportavano allo stesso modo, per temperature basse l’emoglobina del Mammuth aveva un’affinità più bassa per l’ossigeno, e lo rilasciava più facilmente.
Questo è stato un adattamento fondamentale viste le rigide temperature di quegli ambienti. Questo non è del tutto inaspettato, voglio dire, sono noti molti altri adattamenti di questo tipo anche nella specie umana, ma è un altro interessante tassello in più nella storia dell’evoluzione.

Article: Substitutions in wooly mammoth hemoglobin confer biochemical properties adaptive for cold tolerance. Campbell, K. L., et al. Nature Genetics, Vol 42, Num 6.

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