Biologia riproduttiva ed evoluzione del genoma di artropodi

Gli animali sono più spesso considerati organismi a riproduzione sessuata gonocorica e panmittica. In realtà gli animali possono presentare una ampia gamma di strategie ripro-duttive sessuate che spaziano dall’ermafroditismo e partenogenesi alla ibridogenesi e androgenesi, con casi anche di gonocorismo legato alla eusocialità e pertanto non strettamente panmittico.

Lo scopo principale di questa linea di ricerca è chiarire l’impatto che tali strategie di riproduzione sessuata non canoniche hanno sulla evoluzione del genoma nei Notostraca, Isoptera e Phasmida.

Usiamo le sequenze ripetute di DNA come un proxy per lo studio dei cambiamenti genomici che vengono poi interpretati alla luce delle ipotesi che tentano di spiegare la più ampia diffusione del gonocorismo nonostante i suoi maggiori costi (p.e. ipotesi Fisher-Muller/Muller’s ratchet/Red Queen).

Nonostante le ultime tecnologie di sequenziamento massivo abbiano aumentato enorme-mente l’ottenimento di dati, la comprensione delle dinamiche del genoma in milieau ripro-duttivi diversificati e in modo particolare nelle regioni ricche in sequenze ripetute sia in tandem (DNA satellite) che intersperse (retrotrasposoni non-LTR e SINEs, in particolare) è ancora ampiamente insufficiente. Per altro, tali sequenze appaiono giocare un ruolo sempre più fondamentale nell’evoluzione delle forme.

Sono oggetto di studio diversi modelli animali (non gonocorici o non panmittici). In particolare, le termiti dei generi Kalotermes e Reticulitermes sono considerate quale esempio di genomi bisessuali ma altamente inincrociati (a causa della eusocialità che determina l’assenza di panmissia), con le loro colonie costituite da centinaia/migliaia di individui in cui solo una o poche coppie (cosidetti re e regine) si riproducono. Gli insetti stecco del genere Bacillus grazie alla evoluzione reticolata cui sono andati incontro forniscono un eccellente varietà di situazioni genomiche soggette a diverse dinamiche. Sono infatti comprese forme gonocoriche, a partenogenesi facoltativa geografica, a partenogenesi obbligatoria (ibride e non in origine), ibridogenetiche ed androgenetiche.

Infine, il crostaceo notostraco Triops cancriformis è presente in Europa con popolazioni gonocoriche, ermafrodite, partenogenetiche ed androdioecie, fornendo la possibilità di studiare le dinamiche evolutive dello stesso genoma in regimi riproduttivi differenti. Di recente è stato avviato anche lo studio di specie del secondo genere dei Nostraca, il genere Lepidurus.

Naturalmente questo tipo di analisi richiedono, in primis, indagini morfologiche, cariologi-che e molecolari per il chiarimento dello status tassonomico/filogenetico dei taxa in studio.