La scoperta è singolare, alcuni scienziati hanno scoperto che in piccole diatomee presenti nell'oceano, svolgono un ciclo dell'urea molto simile a quello che viene portato avanti nelle cellule animali. L'urea rappresenta il composto finale di molti composti azotati, in particolar modo amminoacidi provenienti dalle proteine, negli animali questo ciclo è di fondamentale importanza in quanto un composto, l'ammoniaca, così utile, in concentrazioni troppo elevate può diventare molto tossica, ad esempio per il sistema nervoso centrale.
Gli scienziati hanno scoperto che le diatomee marine, piccolo fitoplancton abbondante nel mare, hanno un ciclo dell'urea animale simile a quello degli animali, e che questo ciclo consente alle diatomee di utilizzare efficacemente il carbonio e l'azoto dal loro ambiente circostante.
La squadra, di ricercatori ritiene che il ciclo potrebbe essere unp dei motivi che permette il dominio delle diatomee negli ambienti marini, soprattutto dopo gli eventi upwelling (il movimento verso l'alto delle acque ricche di nutrienti dai fondali oceanici alla superficie).
In risposta alla risalita delle correnti dalle acque profonde dell'oceano, le diatomee sono in grado di riprendersi rapidamente da prolungati periodi di privazione di nutrienti e di proliferare rapidamente.
Lo studio insomma sembra fornire spunti affascinanti su come le diatomee si possano essere evoluti fino a diventare i produttori primari dominanti in molte regioni oceaniche.
Le diatomee hanno una parete cellulare unica fatta di silice. Sono organismi chiave per la comprensione della salute ambientale degli ecosistemi marini, e sono i responsabili di gran parte della produzione di carbonio e ossigeno negli oceani.
La fotosintesi nelle diatomee in ambienti marini è anche responsabile di circa un quinto di ossigeno presente nell'atmosfera.
In una precedente ricerca, Allen, Bowler e colleghi (autori della ricerca) hanno sequenziato il genoma della diatomea, Phaeodactylum tricornutum. In tale ricerca, hanno sviluppato nuovi metodi per la determinazione dell'origine dei geni diatomee. Hanno inoltre esaminato il metabolismo dei nutrienti nelle diatomee, cominciando dal metabolismo del ferro.
Sulla base di quel lavoro, Allen e colleghi hanno esaminato la storia evolutiva delle diatomee, in particolare tricornutum P., Meccanismi cellulari e per l'utilizzazione dei nutrienti nell'ambiente, ha portato alla constatazione che le diatomee hanno un ciclo funzionale dell'urea.
Questa è stata una scoperta sorprendente, perché si pensava che il ciclo dell'urea è nato con i metazoi (animali).
Ci ha giocato un ruolo importante nel facilitare una vasta gamma di innovazioni fisiologico nei vertebrati.
Ad esempio, la sintesi dell'urea non permette solo la conversione dell'ammoniaca in un composto molto meno tossico e facilmente eliminabile, ma anche un controllo rapido di minerali e sali nel sangue di animali come squali, razze e pesci ossei, e ovviamente la prevenzione di tutti ritenzione di acqua in anfibi e mammiferi.
Quest'ultima è stata probabilmente una condizione indispensabile per la vita sulla terra e, successivamente, ha consentito alla vie biochimiche necessarie per l'elaborazione di una dieta iperproteica.
Allen e altri hanno ora dimostrato che il ciclo dell'urea origine centinaia di milioni di anni prima della comparsa dei metazoi.
Il team ha utilizzato tecniche di RNA interference per mettere in parte a tacere un enzima chiave del ciclo dell'urea in diatomee.
Attraverso l'analisi dei dati ricercatori hanno trovato che i metaboliti del ciclo dell'urea sono fondamentali per il riciclaggio cellulare di carbonio e azoto.
I metaboliti sono importanti anche per agevolare la rapida comparsa della caratteristica crescita esponenziale che le diatomee mostrano dopo periodi di scarsità di nutrienti.
"Sembra che il ciclo dell'urea animale, fondamentale per l'esportazione di rifiuti cellulari di carbonio e di azoto, è stato cooptato da un percorso ancestrale che in origine si è evoluto come un riciclo di azoto e carbonio quindi come meccanismo di recupero".
"Questa è una scoperta molto interessante che non ci aspettavamo di vedere, e cambia sostanzialmente il modo di vedere le diatomee rispetto agli animali e alle piante".
Il lavoro suggerisce che anche le diatomee hanno seguito un percorso evolutivo fondamentalmente diverso dalle piante - i produttori di ossigeno dominanti negli ambienti terrestri, alghe verdi, e di altri organismi strettamente correlati.
Piuttosto, prima dell'acquisizione evolutiva di macchinari fotosintetici, gli antenati delle diatomee erano forse più strettamente legate agli antenati degli animali che alle piante.
Questa parentela ha portato le diatomee e gli animali ad una condivisione di alcuni meccanismi biochimici simili, come il ciclo dell'urea.
Anche se sembra che gli animali e in ultima analisi, le diatomee utilizzano il ciclo dell'urea per scopi diversi, sono evolutivamente legati in un modo che gli animali e le piante non lo sono.
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