500 specie di pesci cambiano completamente sesso

Uno studio condotto dall'Università di Otago sta anticipando i progressi nella nostra comprensione di una delle trasformazioni più sorprendenti nel mondo naturale: l'inversione completa del sesso che si verifica in circa 500 specie di pesci.

La co-conduttrice dottoressa Erica Todd, (1) del Dipartimento di Anatomia della Nuova Zelanda, afferma che molti di noi danno per scontato che il nostro sesso biologico è fissato alla nascita. Tuttavia, molti pesci, come il pesce pagliaccio di 'Alla ricerca di Nemo', il kobudai di 'Blue Planet II' e il labro comune dei Caraibi, cambiano abitualmente il loro sesso in età adulta come parte naturale del loro ciclo di vita. La ricerca è stata pubblicata da science Advances. (2)

La ricercatrice aggiunge: “La maggior parte dei wrass blu iniziano la vita come femmine, ma possono cambiare sesso qualche tempo dopo per diventare maschi - un processo che si completa in 10-21 giorni. Nel momento in cui un maschio dominante viene perso da un gruppo sociale, la femmina più grande in 10 giorni si trasforma in un maschio fertile. Le femmina inizia questa trasformazione cambiando colore e assumendo i medesimi comportamenti di un maschio. Le sue ovaie iniziano quindi a regredire per lasciare posto ai testicoli funzionali. Il modo in cui questa straordinaria trasformazione funziona a livello genetico è stato a lungo un enigma.”

Usando gli ultimi approcci genetici, sequenziamento dell'RNA ad alto rendimento e analisi epigenetiche, i ricercatori hanno scoperto quando e come i geni specifici sono spenti e attivati nel cervello e nella gonade in modo che possano verificarsi cambiamenti del sesso.

Questa reazione a catena inizia quando un gene chiamato aromatasi, che è responsabile della produzione dell'ormone estrogeno femminile, viene disattivato. Ciò che provoca la disattivazione dell'aromatasi è sconosciuto, ma lo stress del cambiamento sociale derivante dalla perdita del maschio dominante esistente può essere un segnale importante nello spegnimento del percorso genetico che mantiene l'ovaio.

Il candidato dottorando Oscar Ortega-Recalde, anch'egli del Dipartimento di Anatomia, afferma che l'incredibile trasformazione sembra possibile anche attraverso cambiamenti nella “memoria” cellulare. Egli afferma: “nei pesci e negli altri vertebrati, compresi gli esseri umani, le cellule usano marcatori chimici sul DNA che controllano l'espressione genica e ricordano la loro funzione specifica nel corpo. Il nostro studio è importante perché dimostra che il cambiamento di sesso comporta profondi cambiamenti in questi segni chimici, ad esempio al gene aromatasi, riprogrammando così la memoria cellulare nella gonade verso un destino maschile. Comprendere come i pesci possono cambiare il sesso ci può fornire ulteriori indizi su come complesse reti di geni interagiscono per determinare e mantenere il sesso, non solo nei pesci ma negli animali vertebrati in generale.”

Poiché molti geni importanti per lo sviluppo sessuale nei pesci sono importanti anche per altri animali, la scoperta del team ha applicazioni pratiche pure per l'uomo.

La notevole velocità con cui le ovaie di un labro comune possono essere trasformate in nuovi testicoli apre anche la possibilità di applicazioni nell'ingegneria dei tessuti e degli organi, con potenziali benefici per la scienza medica. Inoltre, comprendere il cambiamento del sesso a livello genetico può avere benefici anche per le industrie dell'acquacoltura, poiché circa 500 specie di pesci, tra cui molti di valore commerciale come l'iconico merluzzo blu della Nuova Zelanda, possono anche cambiare il sesso.

Questo lavoro fa parte di un progetto altamente collaborativo che coinvolge il professor Neil Gemmell, il dott. Tim Hore e altri del Dipartimento di Anatomia di Otago, colleghi del Dipartimento di Biochimica di Otago e ricercatori della North Carolina State University, USA. Il lavoro è stato finanziato dalla Royal Society of New Zealand Marsden Fund, dalla Rutherford Foundation, dall'Università di Otago e dalla National Science Foundation (USA).

Riferimenti:

(1) Erica Todd

(2) Stress, novel sex genes, and epigenetic reprogramming orchestrate socially controlled sex change

Descrizione foto: Un maschio distinto (in alto a sinistra) difende un gruppo di femmine (giallo), una delle quali alla fine cambierà sesso per rimpiazzarlo. Foto: Kevin Bryant.

Descrizione video: Una femmina diventa un maschio: un labro blu di transizione (colorazione più scura) stabilisce il dominio e inizia a corteggiare le femmine (colorazione gialla).
VIDEO: John Godwin e William Tyler.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Otago study unlocks secrets of sex change in fish