Antiche abitudini alimentari svelate dall’analisi degli aminoacidi
I biologi non sono ancora in grado di spiegare completamente la diffusione globale degli organismi e la struttura degli ecosistemi come li vediamo oggi. «Prendiamo in considerazione la foresta amazzonica», afferma Julia Tejada, borsista del progetto FEPS(si apre in una nuova finestra), attualmente al California Institute of Technology(si apre in una nuova finestra) negli Stati Uniti. «È la regione continentale più diversificata, eppure solo 10 000 anni fa era abitata da bradipi terricoli giganti, ungulati indigeni simili a rinoceronti, mastodonti e uccelli giganti, tra gli altri animali estinti».
Rivalutare la vita preistorica in Sud America
Il progetto FEPS, coordinato dalla Università di Cambridge(si apre in una nuova finestra) nel Regno Unito, ha cercato di rivalutare come erano realmente gli ecosistemi sudamericani prima dell’ultima estinzione dell’era glaciale. «Scoprire che i bradipi fossili avevano ecologie diverse da quelle che si credevano in precedenza potrebbe modificare radicalmente la nostra comprensione di queste comunità», osserva. Il progetto, sostenuto dal programma azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra), si è posto l’obiettivo di raccogliere prove dirette della dieta di questi animali estinti, anziché basarsi su indicatori indiretti come la forma del cranio o dei denti. «Abbiamo condotto analisi isotopiche degli aminoacidi», spiega la ricercatrice. «Questo ci ha fornito informazioni dirette sul comportamento alimentare e ci ha permesso di valutare se venivano consumate proteine vegetali o animali». Per raccogliere questi campioni, Tejada ha visitato collezioni paleontologiche in tutto il mondo. «I fossili spesso hanno un contenuto di collagene basso o nullo: più il fossile è vecchio, meno è probabile recuperare composti organici», spiega. «Inoltre, spesso contengono composti organici del terreno difficili da rimuovere. Abbiamo quindi dovuto modificare il nostro approccio, attraverso numerosi tentativi ed errori». Una volta che le proteine sono state isolate ed estratte, è stata eseguita una serie di procedure chimiche per scomporre la proteina nei suoi aminoacidi costitutivi. «La pazienza e la perseveranza sono spesso fondamentali per il successo della sperimentazione geochimica», aggiunge.
Convalida di nuove tecniche analitiche
Anche se gran parte di questa analisi è in corso, sono stati fatti alcuni risultati preliminari. «Abbiamo scoperto che alcuni aspetti delle comunità di mammiferi sudamericani sono più complessi di quanto pensassimo inizialmente, con comportamenti alimentari più versatili del previsto», osserva. Questi risultati iniziali hanno contribuito a convalidare le tecniche analitiche applicate nel corso del progetto, che hanno fornito prove dirette di alcuni tratti biologici, come ad esempio le preferenze alimentari. In precedenza, i campioni venivano valutati utilizzando masse di dati isotopici dell’azoto(si apre in una nuova finestra), che secondo Tejada possono essere imprecisi nel migliore dei casi e fuorvianti nel peggiore. Allo stesso modo, il semplice studio di indicatori indiretti come la forma del cranio o dei denti è in grado di fornire agli scienziati solo informazioni limitate su ciò che un animale fa e su ciò che può fare.
Scoprire il ruolo della dieta nelle malattie
La ricercatrice intende proseguire questo lavoro iniziale, cercando di capire se altri aminoacidi ottenuti possano essere predittivi di tratti biologici. «Inoltre, stiamo andando oltre l’uso degli aminoacidi del collagene e della cheratina per passare ad altri tipi di proteine che potrebbero essere conservate più a lungo», spiega l’esperta. Le applicazioni delle tecniche utilizzate in questo progetto potrebbero andare oltre la ricerca paleoecologica. «Prevediamo applicazioni in settori come il ruolo della dieta nelle malattie», aggiunge. «La nostra tecnica potrebbe aiutare a tracciare la sintesi degli aminoacidi e le diverse vie metaboliche utilizzate in varie condizioni naturali e patologiche». Anche in contesti di alimentazione controllata come gli zoo, pur sapendo cosa offriamo agli animali da mangiare e in quali proporzioni, non sappiamo esattamente cosa l’animale finisce per consumare e come questi animali metabolizzano le proteine».
