Strategie evolutive per l’ambiente marino

Un interessante simposio sull’evoluzione degli ambienti marini estremi al Congresso SIBE 2019


Si è svolto nei giorni scorsi a Padova (1-4 settembre) l’ottava edizione del Congresso della Società Italiana di Biologia Evoluzionistica (SIBE), organizzata dal Dipartimento di Biologia dell’Università di Padova, con la partecipazione di oltre 180 congressisti provenienti da tutto il mondo. Il Congresso prevedeva un vasto programma scientifico, organizzato in sei simposi che coprono un ampio spettro della ricerca evoluzionistica internazionale, con invited speakers d’eccezione (programma del congresso), nonché numerosi eventi sociali dedicati alla divulgazione e alla comunicazione dell’evoluzione e delle scienze della vita.

Nel pomeriggio della giornata del 2 settembre si è tenuto il simposio “Evolution in marine environments” organizzato da Lisa Locatello (Università di Padova), Maria Vittoria Modica e Marco Munari (Stazione Zoologica Anton Dohrn, Napoli). Il simposio è stato aperto dall’intervento del Professor Lloyd Peck del British Antartic Survey (affiliato al Wolfson College, Cambridge), uno dei massimi esperti di adattamenti animali in ambienti estremi. Peck è a capo di un innovativo team di scienziati che si occupa di studiare le strategie adattive di specie costrette a far fronte ai climi più freddi, secchi e ventosi nelle regioni più isolate sulla superficie terrestre. Ha all’attivo oltre 30 anni di ricerca dedicata a studiare la vita nelle regioni polari, e al congresso della Società Italiana di Biologia Evoluzionistica ha presentato alcuni dei più sorprendenti adattamenti di specie marine all’ambiente antartico (“Life in cold extremes: adaptations of Antartic marine species”).

I Channichthyidae, ad esempio, sono una famiglia di pesci ossei dell’ordine Perciformes comunemente noti come “pesci ghiaccio” che presenta caratteristiche insolite sotto diversi aspetti. I cannictidi sono gli unici vertebrati conosciuti ad essere privi, allo stadio adulto, di emoglobina (Hb), la proteina specializzata nel trasporto dell’ossigeno. Altri hanno perso la capacità di attivare l’espressione della mioglobina (Mb), un’altra proteina fondamentale per il fabbisogno energetico dell’organismo. A questi si accompagnano altri importanti adattamenti: vasi sanguigni più grandi, una maggiore volemia (volume totale del sangue), una ridotta viscosità del sangue, assenza di arterie coronarie, e un muscolo cardiaco spugnoso. Un’ulteriore caratteristica dei pesci antartici, che permette loro di non congelare a temperature proibitive per numerosi vertebrati, è il fatto di aver sviluppato delle speciali proteine antigelo. Le proteine antigelo (Antifreeze proteins, AFP), scoperte per la prima volta da Arthur DeVries nel 1960, costituiscono un adattamento cruciale per l’ambiente polare, che permette ai fluidi corporei di avere un punto di congelamento inferiore a quello dell’acqua marina (attorno ai – 1,9°C). L’evoluzione delle proteine antigelo rappresenta, secondo Peck, uno degli esempi più entusiasmanti di convergenza evolutiva, perché queste si sono evolute in famiglie di pesci che vivono ai poli opposti del globo terrestre, a partire da geni diversi.

Il gigantismo polare è un’altra nota riposta a temperature estremamente basse, risultante dalla combinazione di un metabolismo rallentato e un’alta disponibilità di ossigeno negli oceani polari. I ragni di mare, ricorda Peck, possono raggiungere dimensioni di 70 cm, e alcune spugne arrivano a sfiorare i 3,5 metri. La densità mitocondriale è un altro parametro da record per alcune specie di pesci antartici: rispetto alle specie viventi in zone temperate, le specie polari presentano, per ogni grammo di fibra muscolare rossa, circa il doppio dei mitocondri.

Si osservano caratteristiche interessanti anche per quanto riguarda i life history traits: le specie polari tendono ad essere più longeve, ma con uno sviluppo rallentato.

“I numerosi relatori del simposio, provenienti da diversi paesi europei”, commenta la chair Lisa Locatello “ci hanno regalato uno stimolante viaggio attraverso la straordinaria diversità degli organismi marini e dei loro adattamenti. È stata un’occasione preziosa per poter apprezzare ancora una volta il valore della multidisciplinarietà nello studio dell’evoluzione in ambiente marino”.


Immagine: © Jacopo Sacquegno, Graphic Recorder di Sibe2019