Pesci senza occhi e velocità dell’evoluzione

Uno studio sulle dimensione degli occhi in una popolazione di pesci d’acqua dolce svela il meccanismo per cui sarebbe possibile un’evoluzione rapida in presenza di improvvisi cambiamenti ambientali

Una equipe di scienziati statunitensi ha pubblicato su Science una ricerca sulla proteina HSP90 in relazione a mutazioni adattative nel pesce d’acqua dolce Astyanax mexicanus, che nel passaggio dalle acque fluviali di superficie a grotte in profondità sotterranee ha abbandonato l’uso degli occhi. La perdita degli occhi sembra essere legata ad un risparmio di energie che possono così essere convogliate su altre funzioni. 
I risultati sembrano avvalorare la tesi di una evoluzione rapida di tratti morfologici nuovi causata da cambiamenti ambientali per mezzo di un sistema adattativo interno. Responsabile di questa risposta interna sarebbe appunto la proteina da shock termico 90 (Heat Shock Protein 90), presente nelle cellule eucariote, in cui svolge un ruolo fondamentale nel ripiegamento e nell’attivazione di numerose altre proteine, oltre a contrastare l’effetto nocivo del calore sulle cellule in situazioni ambientali ostili.
Secondo la ricostruzione, HSP90 blocca lo sviluppo di alcune proteine capaci di innescare i mutamenti, ma nel momento in cui cause ambientali inibiscono HSP90, tali cambiamenti possono avere luogo, portando a modificazioni fenotipiche, a quel punto sottoposti alla pressione della selezione naturale. Nello specifico, gli esperimenti del gruppo di ricerca mostrano come tale proteina serva a mascherare fenotipicamente la dimensione dell’occhio nella popolazione di superficie dell’Astyanax mexicanus. Se la proteina HSP90 viene inibita chimicamente, la variazione della grandezza dell’occhio entra in azione e può essere selezionata per dare vita a un fenotipo con occhio più piccolo. Lo stesso risultato – un cambiamento morfologico nella dimensione dell’occhio – si ottiene allevando i pesci di superficie alle condizioni differenti che si trovano nelle profondità delle grotte. 
Il cambiamento ambientale nel passaggio per Astyanax mexicanus da acque di superficie alle profondità delle grotte abbia inibito HSP90, quindi, sembra abbia permesso l’emergere di un nuovo fenotipo per l’occhio; un cambiamento che sarebbe poi stato selezionato dalla pressione ambientale perché più vantaggioso – dato il risparmio energetico conseguente in una situazione che non richiedeva più l’utilizzo della vista come senso principale.
I risultati della ricerca tendono ad avvalorare la possibilità di un processo evolutivo rapido per selezione di mutazioni non casuali, bensì già presenti nel pool genico di ciascun organismo vivente.
Stefano Locati

Riferimenti:
Nicolas Rohner, Dan F. Jarosz, Johanna E. Kowalko, Masato Yoshizawa, William R. Jeffery, Richard L. Borowsky, Susan Lindquist, Clifford J. Tabin. 2013, Cryptic Variation in Morphological Evolution: HSP90 as a Capacitor for Loss of Eyes in Cavefish, Science, 342:6164, pp. 1372-5. 
Crediti immagine: Astyanax mexicanus, normal Form and blind Cave-Form; autore: Haplochromis. Wikimedia Commons