La rapida evoluzione delle trote all’acqua dolce

Un recente studio documenta una caso di adattamento a condizioni ambientali nuove in tempi record, per questa popolazione di trota iridea nordamericana

L’evoluzione può stupire in vari modi, dalle forme (per noi) bizzarre di alcune specie, alle modalità con cui esse sono in grado di adattarsi all’ambiente circostante, che solo gli occhi più attenti e preparati sono in grado osservare. In questo caso, Mark Christie e i suoi colleghi della Purdue University -West Lafayette, USA, hanno osservato (e pubblicato il lavoro su Molecolar Ecology) che una particolare popolazione di trota iridea (Oncorhynchus mykiss), è stata protagonista di un evento di adattamento in tempi evolutivamente rapidissimi per un vertebrato: in meno di un secolo ha modificato il suo ciclo vitale, conducendolo oggi interamente in acqua dolce.

La popolazione in oggetto è parte di un ceppo originario delle acque costiere della California, che risale i fiumi solo in occasione della deposizione delle uova. Se non che, negli anni novanta del 1800, una piccola popolazione fu introdotta nel lago Michigan per scopi di pesca sportiva, naturalizzandosi. Curiosamente, la popolazione ha conservato l’abitudine di risalire i corsi d’acqua per deporre le uova, trascorrendo il resto della loro vita nelle acque del grande lago, che ha di fatto sostituito l’oceano nel ciclo vitale della popolazione.

I ricercatori hanno quindi cercato di comprendere in che modo sia stato possibile un adattamento così rapido a condizioni ambientali così differenti. Per procedere si è sequenziato il genoma di 264 individui di trota iridea del lago Michigan e della popolazione ancestrale, osservando che l’adattamento alle nuove condizioni ha causato una drastica riduzione della variabilità genetica della popolazione lacustre. Nonostante ciò, è stato lo stesso possibile identificare i geni portatori delle variabili che hanno consentito l’adattamento. Si tratta di geni che codificano per proteine coinvolte in funzioni metaboliche ed osmoregolatrici. Più precisamente, le proteine sono interessate sono: ceramide-chinasi, un enzima legato al metabolismo della specie e alla cicatrizzazione delle ferite; arbonico anidrasi e la proteina canale SLC26, entrambe legate all’osmoregolazione di questi animali.

In sostanza, questi cambiamenti hanno influenzato i processi che regolano la concentrazione di ioni nell’ambiente interno di questi animali: i pesci di acqua dolce devono trattenere i sali all’interno del loro organismo, mentre in acqua salata è necessario espellerli. La variante della ceramide-chinasi (cicatrizzazione) potrebbe essere legata alla presenza di lamprede, che parassitano esternamente i pesci e sono molto abbondanti nel lago Michigan.

Questo fenomeno adattativo non sarebbe però legato a particolari mutazioni. Sembra più probabile che un certo numero di queste variabili geniche fosse già presente nella popolazione originaria, ed i portatori di queste variabili avrebbero avuto semplicemente un maggiore successo riproduttivo una volta trapiantato nel nuovo ambiente. Allo stesso modo, gli individui più adatti all’acqua salata sarebbero scomparsi in tempi piuttosto brevi, spiegando così la poca variabilità genetica osservata ai giorni nostri.


Riferimenti:
Janna R. Willoughby, Avril M. Harder, Jacob A. Tennessen, Kim T. Scribner, Mark R. Christie. Rapid genetic adaptation to a novel environment despite a genome‐wide reduction in genetic diversity. Molecular Ecology. https://doi.org/10.1111/mec.14726

Immagine: https://pixabay.com/it/trota-trota-iridea-pesce-angelo-1771142/