Pesci marini colonizzano habitat di acqua dolce

Pesci marini colonizzano habitat di acqua dolce

Il vantaggio genetico consente ad alcuni pesci marini di colonizzare gli habitat di acqua dolce

In che modo alcuni pesci marini riuscirono a farsi strada dal mare salato alle nuove nicchie di acqua dolce dopo l'ultima glaciazione e alla fine si differenziarono dai loro fratelli marini? Secondo un gruppo di scienziati della Research Organization of Information and Systems (ROIS) in Giappone, furono la genetica e la dieta ad innescare le dinamiche di questa colonizzazione. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Science. (1)

Il professor Jun Kitano, (2) autore dello studio presso il laboratorio ecologico dell'Istituto nazionale di genetica, parte di ROIS, ha affermato: “Uno dei limiti sottovalutati per la colonizzazione delle acque dolci da parte degli animali marini è la scarsa qualità nutrizionale del cibo negli ecosistemi d'acqua dolce. Generalmente, la catena alimentare negli ambienti marini è ricca di acido grasso omega-3 DHA, essenziale per lo sviluppo e la salute degli animali, ma gli ecosistemi di acqua dolce contengono pochissimo DHA.”

Il dottor Jun Kitano, in collaborazione con l'autore principale Asano Ishikawa e il suo team, ha paragonato i genomi dello spinarello d'acqua dolce con quelli dello spinarello marino, un piccolo pesce con tre spine sul dorso.

Gli scienziati hanno scoperto che lo spinarello (Three-Spined Stickleback) d'acqua dolce (3) ha più copie di un gene chiamato Fads2, che aiuta a sintetizzare il DHA. (4) Con più copie del gene, il pesce può sintetizzare più DHA rispetto ai loro cugini marini che hanno un'abbondanza di DHA disponibile nella loro dieta.

Per testare ulteriormente questa teoria, i ricercatori hanno sviluppato un mutante genetico dello spinarello marino che sovraesprime Fads2. (5) Questo mutante ha sintetizzato più DHA e ha dimostrato una vita più lunga rispetto allo spinarello marino originale, fornendo ulteriori prove del fatto che la capacità genetica di utilizzare il DHA disponibile determina il luogo dove colonizzano i pesci.

Il dottor Jun Kitano puntualizza: “Non è chiaro quando è apparso il vantaggio genetico. Ipotizziamo che antiche specie di acqua dolce estinte possedessero ulteriori copie di Fads2 da qualche parte nel genoma o fossero adattate a diete private di DHA attraverso altre mutazioni. Potrebbe anche essere che copie multiple del gene permettessero ad alcune versioni di acquisire nuove funzioni, come un modo per sintetizzare meglio il DHA.”

Il gene Fads2 può consentire alcune selezioni nelle specie oltre lo spinarello, in quanto appare anche a tassi più alti nei pesci che colonizzavano l'acqua dolce. Uno studio precedente mostrava anche le firme della selezione naturale negli umani che colonizzano le regioni polari.

“Sembra certamente essere un gene importante che non interessa solamente lo spinarello, bensì un'ampia varietà di organismi, compresi gli esseri umani”, ha concluso Jun Kitano.

Questo lavoro è stato supportato: dall'Organizzazione di ricerca di informazioni e sistemi, dalla Società giapponese per la promozione della scienza, dalla Fondazione Asahi Glass, dalla Fondazione Sumitomo e dalla Fondazione nazionale svizzera per la scienza.

Altri auori della ricerca sono i dottori: Asano Ishikawa, Naoki Kabeya, Koki Ikeya, Ryo Kakioka, Jennifer N. Cech, Naoki Osada, Miguel C. Leal, Jun Inoue, Manabu Kume, Atsushi Toyoda, Ayumi Tezuka, Atsushi J. Nagano, Yo Y. Yamasaki, Yuto Suzuki, Tomoyuki Kokita, Hiroshi Takahashi, Kay Lucek, David Marques, Yusuke Takehana, Kiyoshi Naruse, Seiichi Mori, Oscar Monroig, Nemiah Ladd, Carsten J. Schubert, Blake Matthews, Catherine L. Peichel, Ole Seehausen, and Goro Yoshizaki.

Note sull'organizzazione di ricerca ROIS

L'organizzazione di ricerca di informazioni e sistemi (ROIS) è un'organizzazione madre di quattro istituti nazionali (Istituto nazionale di ricerca polare, Istituto nazionale di informatica, Istituto di matematica statistica e Istituto nazionale di genetica) e Centro comune di supporto per la scienza dei dati Ricerca. È compito di ROIS promuovere una ricerca integrata e all'avanguardia che vada oltre le barriere di queste istituzioni, oltre a facilitare le loro attività di ricerca, come membri di istituti di ricerca inter-universitari.

Riferimenti:

(1) A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes

(2) Jun Kitano

(3) Three-spined stickleback

(4) Acido docosaesaenoico

(5) FADS2

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: A key metabolic gene for recurrent freshwater colonization and radiation in fishes

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