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Notiziario Marketpress di
Martedì 16 Settembre 2008 |
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MODELLO MATEMATICO AIUTA A COLMARE LA DISTANZA TRA LABORATORIO E MONDO "REALE"
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Bruxelles, 16 settembre 2008 - Scienziati britannici e statunitensi hanno creato un modello matematico che riesce a prevedere il risultato degli studi sulla biodiversità svolti in laboratorio. Il loro obiettivo era di scoprire se i risultati degli esperimenti sulla biodiversità, condotti in ecosistemi in miniatura creati in laboratorio, possono effettivamente essere applicati ai fenomeni del mondo reale. Per scoprire il perché alcuni luoghi mostrano una maggiore biodiversità rispetto ad altri, occorrerebbero decenni di studi sul campo per analizzare una parte di un complicatissimo sistema mentre si evolve. Un´alternativa più efficiente è quella di creare mini-ecosistemi in laboratorio, in cui molte generazioni di batteri possono essere osservati in una varietà di situazioni. L´approccio semplificato allo studio della biodiversità contiene alcuni problemi intrinseci, uno dei quali è rappresentato dal rapporto sottile tra gli esperimenti in laboratorio e le questioni più ampie che essi cercano di affrontare. È difficile stabilire se i risultati sono specifici per un determinato laboratorio, per un determinato esperimento o se sono "veri" e possono essere applicati in generale. Il dott. Laurence Hurst dell´università di Bath, nel Regno Unito, e i suoi colleghi hanno cercato di rispondere a questa domanda testando una teoria chiamata "ipotesi della coevoluzione geografica a mosaico" ("geographic mosaic co-evolution hypothesis"). Questa teoria afferma che se sono date tre cose, ovvero un ospite, un parassita e i nutrienti, allora si ha biodiversità. In questa teoria, cambiare uno di questi dati significa cambiare il livello di biodiversità: aumentando o diminuendo i nutrienti dati all´ospite e al parassita, farà aumentare o diminuire la biodiversità. Nella prima parte dell´esperimento, gli scienziati dell´Università della California a Santa Cruz (Usa), hanno coltivato un tipo di batterio (E. Coli) insieme a un virus (T7) e osservato l´effetto di nutrirli con quantità variabili di zucchero nel corso di 150 generazioni (ovvero 17 giorni). Coltivare insieme i batteri e il virus ha costretto quest´ultimi ad adattarsi continuamente l´uno all´altro: sono apparsi tre nuovi ceppi di batteri quando questi hanno cercato di bloccare il virus, e il virus si è mutato più volte. Le scoperte sostengono l´ipotesi della coevoluzione geografica a mosaico. In questo sistema è stato osservato un più alto livello di biodiversità attraverso l´introduzione di un basso livello di nutrienti. In un ambiente ricco di nutrienti, i ceppi meno resistenti venivano eliminati, mentre in un ambiente povero di nutrienti, il numero ridotto di particelle virali permetteva a più ceppi batterici di sopravvivere. In altre parole, il livello più alto di biodiversità è stato osservato introducendo livelli più bassi di nutrienti nel mini-ecosistema. La dott. Ssa Ivana Gudelj e il dott. Robert Beardmore dell´Imperial College di Londra (Regno Unito) hanno poi creato un modello matematico di questo mini-ecosistema elegante e tecnicamente difficile. "Il modello è stato capace di prevedere il risultato dell´esperimento, cosa molto emozionante," ha raccontato il dottor Hurst al Notiziario Cordis. Esso ha previsto quale ceppo batterico sarebbe prevalso e quanta biodiversità si sarebbe osservata aumentando o riducendo i livelli di zucchero. Il passo successivo è stato quello di vedere se si sarebbe ottenuto lo stesso risultato usando un tipo di virus diverso. Il risultato è stato completamente diverso: l´introduzione di una maggiore quantità di zucchero ha creato più biodiversità. Lo studio è arrivato alla conclusione che in qualsiasi sistema, i dettagli genetici di come ospite e parassita interagiscono sono cruciali nel determinare se la biodiversità aumenterà o diminuirà variando i livelli di nutrienti. In altre parole, la biodiversità non dipende semplicemente dalla disponibilità di nutrienti in un dato ambiente, essa dipende piuttosto da cambiamenti minimi nella costituzione genetica dei suoi ospiti e parassiti. Il dott. Hurst ha spiegato che: "All´interno del modello matematico c´è sempre variazione. A prescindere da dove guardiamo nel modello matematico, la biodiversità cambia, e il suo aumentare o diminuire dipendono da quale batterio o virus vengono usati. " Ciò che lo studio ci dice sull´applicazione dei risultati di laboratorio sul campo è che non si possono fare presupposizioni su livelli di nutrienti e biodiversità. In ogni ecosistema è necessaria una conoscenza dettagliata della genetica delle specie coinvolte per determinare in che modo i nutrienti avranno un effetto sulla loro evoluzione. Per ulteriori informazioni, visitare: Nature http://www. Nature. Com/nature Università di Bath http://www. Bath. Ac. Uk Imperial College di Londra http://www3. Imperial. Ac. Uk Università della California, Santa Cruz http://www. Ucsc. Edu . |
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