Lo studio “Synergistic innovations enabled the radiation of anglerfishes in the deep open ocean”, pubblicato recentemente su Current Biology da un team di ricercatori statunitensi guidato da Chase Brownstein del Department of ecology and evolutionary biology della Yale University, illustra l’evoluzione delle rane pescatrici di acque profonde (Ceratioidea) concentrandosi sullo sviluppo della loro routine di accoppiamento unica tra i vertebrati e abbastanza inquietante.
Le profondità marine sono l'ecosistema più esteso del pianeta e quindi possono essere un posto difficile dove trovare un compagno, ma gli scienziati dicono che «Alcune rane pescatrici di acque profonde hanno sviluppato un metodo di riproduzione unico che garantisce che una volta che trovano un partner nelle vaste acque aperte, rimangono attaccati per tutta la vita».
Queste rane pescatrici, i ceratioidi, si riproducono attraverso il parassitismo sessuale: i piccoli maschi si attaccano alle femmine molto più grandi per accoppiarsi. In alcune specie, i maschi mordono le femmine e poi le rilasciano una volta completato il processo di accoppiamento. In altrie il maschio si fonde permanentemente con la femmina. In un processo chiamato parassitismo obbligato, la testa del maschio si dissolve in quella della femmina e i loro sistemi circolatori si fondono. Il maschio si trasforma in un organo sessuale permanente che produce sperma.
Nel nuovo studio pubblicato il 23 maggio su Current Biology, i ricercatori hanno esaminato come il parassitismo sessuale funzioni in sinergia con altri tratti associati ai pesci per influenzare la diversificazione delle rane pescatrici, animali diffusi in tutti gli oceani e che prendono il loro nome dall'appendice simile a una canna da pesca che le femmine usano per attirare la preda.
Secondo gli scienziati statunitensi, «Comprendere l’evoluzione del parassitismo sessuale ha implicazioni che un giorno potrebbero favorire i progressi della medicina».
Utilizzando i dati genetici dei genomi delle rane pescatrici, i ricercatori hanno dimostrato come «Caratteristiche complesse – come il parassitismo sessuale – abbiano aiutato alcuni gruppi di rane pescatrici nella transizione dagli habitat poco profondi, come le barriere coralline, al nuoto nelle acque buie e aperte della “zona di mezzanotte”. l’ecosistema del mare profondo dove la luce solare non può penetrare».
Brownstein evidenzia che « Le persone tendono ad avere spiegazioni basate su un singolo tratto per il motivo per cui un gruppo di animali può prosperare in un dato ecosistema, ma nella maggior parte degli esseri viventi sembra che diverse innovazioni distintive lavorino sinergicamente per permettere loro di sfruttare nuovi habitat. Abbiamo scoperto che una serie di tratti, compresi quelli necessari per il parassitismo sessuale, hanno permesso alla rana pescatrice di invadere il mare profondo durante un periodo di riscaldamento globale estremo, quando gli oceani del pianeta erano in preda a uno sconvolgimento ecologico».
I ricercatori hanno ricostruito la storia evolutiva delle specie delle acque profonde e hanno dimostrato che «La rapida transizione delle rane pescatrici ceratioidi da camminatrici bentoniche, che utilizzano pinne modificate per “camminare” sul fondale oceanico nelle acque basse, a nuotatrici i di acque profonde, è avvenuta tra 50 e 35 milioni di anni fa durante il massimo termico del Paleocene-Eocene, un periodo di alte temperature globali che hanno causato l’estinzione di tutti gli oceani».
Ma i ricercatori non sono stati in grado di delineare un chiaro albero evolutivo per la rana pescatrice di acque profonde «Perché i vari lignaggi divergevano l'uno dall'altro molto rapidamente, lasciando irrisolvibili le relazioni tra i lignaggi - ha detto Brownstein - Ma abbiamo scoperto che le origini del parassitismo sessuale coincidono con la transizione della rana pescatrice verso le profondità marine, anche se non siamo riusciti a determinare quale delle due forme di parassitismo – attaccamento temporaneo o parassitismo obbligato – si sia verificata per prima».
Tratti multipli si sono evoluti simultaneamente per consentire il parassitismo sessuale. «Ad esempio – spiegano ancora alla Yale University - i ceratioidi dovevano evolvere un dimorfismo sessuale estremo con femmine di grandi dimensioni e maschi in miniatura. Avevano anche bisogno di perdere la loro immunità adattativa – il sistema di cellule immunitarie specializzate e anticorpi che attaccano ed eliminano gli agenti patogeni – in modo che i corpi delle femmine ospiti non rigettassero il maschio parassita».
Ricostruendo la storia evolutiva dei geni chiave coinvolti nell'immunità adattativa, i ricercatori hanno scoperto che «Più gruppi di rane pescatrici di acque profonde hanno degenerato in modo convergente la loro immunità adattativa, consentendo il parassitismo sessuale. E sebbene il parassitismo sessuale si stesse evolvendo man mano che la rana pescatrice si spostava nelle profondità marine, non è stato necessariamente il tratto chiave che ha guidato la diversificazione delle specie tra i ceratioidi. Tuttavia, ha consentito alla rana pescatrice di avere successo nella zona di mezzanotte».
Brownstein aggiunge: «Si ritiene che il parassitismo sessuale sia vantaggioso per chi vive nelle profondità del mare, che è l'habitat più grande e più omogeneo della Terra. Una volta che gli individui trovano un compagno in quella vasta distesa, il parassitismo sessuale obbligato consente loro di attaccarsi permanentemente, il che sembra essere un aiuto fondamentale per l'evoluzione della rana pescatrice di acque profonde».
L’autore senior dello studio, Thomas Near, professore di ecologia e biologia evolutiva alla Facoltà di Arti e Scienze di Yale e curatore dei vertebrati oceanici del Yale Peabody Museum, conclude: «La ricerca ha potenziali implicazioni sulla salute umana. Una migliore comprensione del modo in cui la rana pescatrice di acque profonde ha perso l'immunità adattativa potrebbe un giorno contribuire ai progressi nelle procedure mediche, come i trapianti di organi e gli innesti cutanei, dove la soppressione dell'immunità è di fondamentale importanza. E’ un’area interessante per la futura ricerca medica».
