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Nel Cambriano........

Fonte: Internet

Gennaio 2018

Una nuova ipotesi per l'esplosione del Cambriano

La nascita e la diffusione della vita multicellulare

sulla Terra durante l'esplosione del Cambriano,

500 milioni di anni fa, furono rese possibili da un

processo biochimico che permette alle cellule di

gestire alti livelli di ossigeno, che altrimenti sarebbero

deleteri per la loro proliferazione. Secondo un nuovo

studio, lo stesso processo biochimico è quello che

permette alle cellule tumorali di mantenere la capacità

proliferativa tipica delle cellule staminali.

evoluzionemedicinastaminal

iGli studiosi la chiamano esplosione del Cambriano: è

stata una delle più spettacolari diversificazioni della

vita animale che si siano mai verificate sulla Terra.

Con questo evento, datato a circa 500 milioni di

anni fa, il pianeta, dopo 4 miliardi di anni di dominio

della vita microbica, iniziò a essere popolato di organismi

pluricellulari che si diffusero rapidamente.

Ma che cosa innescò l'esplosione? Finora tutti gli indizi e

le prove geologiche puntavano a un incremento dell'ossigeno

atmosferico, cioè a un fattore ambientale. Un nuovo studio

pubblicato su "Nature Ecology" da Emma Hammarlund e

colleghi dell'Università della Danimarca meridionale a Odense,

chiama in causa anche un meccanismo cellulare.

Fossili di trilobiti, animali iconici per l'esplosione del cambriano

(Science Photo Library / AGF)A far dubitare della correttezza

dell'ipotesi ambientale era stata una cronologia recente, e più

precisa di quelle passate, che ha dimostrato che un improvviso

cambiamento dell'ossigeno atmosferico si verificò sia prima sia

dopo l'esplosione del Cambriano, ma non specificamente quando

avvenne la diversificazione. Inoltre, molte specie di animali più

semplici non hanno bisogno di alti livelli di ossigeno, e perciò

avrebbero potuto svilupparsi anche prima del Cambriano.

"Un'intensa ricerca delle prove geochimiche della diversificazione

animale del Cambriano è andata avanti per anni", ha spiegato

Hammarlund. "Dopo decenni di discussioni, ora i tempi sembrano

maturi per considerare lo sviluppo della vita multicellulare anche

da altre prospettive".

Hammarlund ha voluto capire qualcosa di più sulle condizioni

della vita multicellulare, percorrendo una via di ricerca insolita e

coinvolgendo Sven Påhlman, biologo dei tumori dell'Università

di Lund, in Norvegia, che per quasi due decenni ha studiato

l'importanza delle basse concentrazioni di ossigeno, o ipossia,

nello sviluppo dei tumori.

La ricerca in campo oncologico ha chiarito che nello sviluppo di

un tumore ha una notevole importanza una popolazione di cellule

tumorali che sono staminali, sono cioè a uno stadio iniziale di

maturazione, e hanno una speciale capacità di auto-rinnovarsi

e di differenziarsi. Inoltre, l'immaturità cellulare, o staminalità,

viene mantenuta quando i livelli di ossigeno sono bassi.

Nei suoi studi, Påhlman ha chiarito in che modo le cellule

tumorali possono alterare specifici meccanismi biochimici per

aggirare gli effetti degli alti livelli di ossigeno e mantenere la

staminalità. "Le cellule staminali hanno vari sistemi per gestire

gli effetti sia dell'eccesso sia della mancanza di ossigeno, che risulta

evidente nel caso dei tumori", ha spiegato Sven Påhlman.

L'intuizione di Hammarlund è che questi stessi strumenti molecolari

sfruttati dai tumori potrebbero anche essere stati rilevanti per il

successo degli animali nell'esplosione del cambriano. Le proprietà

delle cellule staminali sono infatti vitali per tutta la vita multicellulare

per rigenerare i tessuti.

"La capacità di riprodurre le proprietà delle cellule staminali

nonostante gli alti livelli di ossigeno, chiamata pseudo-ipossia,

è presente anche nei normali tessuti dei vertebrati", ha concluso

Hammarlund. "Per questo abbiamo cambiato prospettiva: mentre

i bassi livelli di ossigeno non sono molto problematici per le cellule

animali, alti livelli di ossigeno sono una sfida fondamentale: senza

strumenti biochimici aggiuntivi, la maturazione delle cellule staminali

inizierebbe troppo presto".

Secondo questa ipotesi, quindi, l'incredibile diversificazione della

vita nel Cambriano fu il risultato di una rivoluzione nella biochimica

degli animali, che rese sopportabili le condizioni di elevata

concentrazione di ossigeno nell'atmosfera.