Perché nel mondo animale e vegetale alcuni individui sono più suscettibili ai virus mentre altri rimangono illesi? Una domanda cruciale cui non si è ancora trovata risposta. Anche perché se è risaputo che le differenze genetiche possono rendere gli animali o le piante più resistenti a un virus specifico è altrettanto noto che la maggior parte degli organismi non ospita solo un tipo di patogeno, ma comunità complesse composte da microbi diversi.
“Tenere conto di questa diversità di infezioni è fondamentale per comprendere e prevedere le dinamiche della malattia e i costi dell’infezione per l’ospite”, ha affermato la ricercatrice Anna-Liisa Laine del Dipartimento di biologia evolutiva e studi ambientali dell’Università di Zurigo, che ha condotto uno studio per far luce sui fattori prioritari che determinano la composizione delle comunità di virus.
Con il suo gruppo di ricerca presso le università di Zurigo e Helsinki, Laine ha scelto di utilizzare una pianta erbacea comune la Plantago lanceolata, piantaggine lanciuola. Gli individui di questa pianta possono essere clonati mediante propagazione delle radici e in tal modo si ottiene una prole geneticamente identica. Con questo metodo, i ricercatori hanno generato 80 cloni da ciascuna delle quattro diverse varianti genetiche della pianta e li hanno collocati tra le popolazioni di piantaggine presenti in natura in quattro località dell’arcipelago delle Åland nel Mar Baltico. Le piante clonate sono state così esposte ad attacchi di virus in condizioni naturali.
“Posizionando piante identiche in ambienti diversi e mantenendo costante tutto il resto, abbiamo potuto testare rigorosamente il ruolo della genetica”, spiega Laine.
Dopo due e sette settimane rispettivamente, i ricercatori hanno raccolto le foglie e determinato quale dei cinque virus ricorrenti delle piante aveva infettato i cloni. Hanno scoperto che circa due terzi delle piante erano state infettate da almeno un virus, mentre quasi un quarto di loro ospitava più virus. Complessivamente, hanno trovato 17 diverse combinazioni, che comprendevano da due a cinque virus per pianta.
Una sofisticata modellizzazione statistica ha consentito ai ricercatori di capire l’influenza dei diversi fattori coinvolti nella composizione delle comunità virali – genetica, posizione, dimensioni delle piante, danni da erbivori e interazione tra i virus – e ha evidenziato il ruolo centrale delle differenze genetiche dell’ospite. “Sebbene avessimo sospettato che il genotipo avrebbe giocato un ruolo chiave, siamo rimasti molto sorpresi che si sia rivelato il fattore più importante”, ha affermato Laine. Altro fattore determinante è risultato l’ambiente locale, mentre le dimensioni delle piante e l’azione degli erbivori hanno dimostrato di avere effetti minori.
“Questo evidenzia per la prima volta che le differenze genetiche, soprattutto per quanto riguarda i geni dell’immunità, sono fondamentali per il modo in cui queste diverse comunità di patogeni si assemblano all’interno degli ospiti”, afferma Laine. “Uno dei prossimi passi sarà ora l’identificazione dei geni sottostanti”.
I risultati hanno messo in luce un aspetto inconfutabile: l’importanza della diversità genetica all’interno delle specie. La perdita di diversità rende le specie molto più suscettibili alle infezioni virali, con conseguenze di vasta portata per la biodiversità. E la diversità genetica delle popolazioni naturali si sta fortemente riducendo proprio per la distruzione di tanti habitat naturali.
Secondo Laine, queste scoperte potrebbero essere applicate anche in agricoltura per migliorare la resistenza ai patogeni nelle piante coltivate: “L’introduzione di diversità genetica nei sistemi colturali dovrebbe essere adottata come soluzione sostenibile per controllare le malattie in agricoltura. Non solo singoli parassiti, ma intere comunità di agenti patogeni “.
Lo studio “Intraspecific host variation plays a key role in virus community assembly” è stato pubblicato su Nature Communications lo scorso 5 novembre e il progetto è stato realizzato con il finanziamento dello European Research Council.