Sequenziato il genoma del primo animale che vive nelle estreme profondità oceaniche: è uno snailfish

Gli adattamenti per sopravvivere alle altissime pressioni e nel buio della Fossa delle Marianne

[17 Aprile 2019]

Il Mariana Snailfish (Pseudoliparis swirei) non è una creatura particolarmente attraente: è molliccio e traslucido, ma è il primo animale proveniente dalle profondità estreme dell’oceano a cui sia stato sequenziato il genoma. E secondo lo studio “Morphology and genome of a snailfish from the Mariana Trench provide insights into deep-sea adaptation”, pubblicato su Nature Ecology & Evolution da un team di ricercatori cinesi guidato dalla  Northwestern Polytechnical University e dall’Accademia cinese delle scienze, «La sua roadmap genetica sta rivelando la base degli adattamenti che consentono agli animali di vivere in ambienti ostili come la Fossa della Marinne«, il luogo più profondo della Terra.

Gli scienziati cinesi sottolineano che le creature che vivono nelle profondità marine devono fare i conti con un ambiente freddo, buio ed estremo. Ma finora i ricercatori non disponevano del genoma di nessun animale che vive al di sotto dei 6.000 metri  di profondità – la zona adale – e quindi non erano sicuri di come queste creature avessero acquisito gli adattamenti necessari per sopravvivere in ambienti così estremi I risultati dello studio rivelano quali sono i cambiamenti scheletrici e cellulari che lo snailfish ha evoluto per sopportare queste durissime condizioni.

Paul Yancey, un biologo marino del Whitman College di Walla Walla che non ha partecipato allo studio sottolinea su Nature che «Nulla di simile a questo studio è mai stato fatto prima. E’ entusiasmante».

I ricercatori cinesi hanno catturato i Pseudoliparis swirei a circa 7.000 metri di profondità nella Fossa delle Marianne nell’Oceano Pacifico occidentale. Dopo aver sequenziato il genoma del pesce, il team ha cercato degli indizi che potessero spiegarne lre caratteristiche fisiche, come lo scheletro di cartilagine e le membrane cellulari che continuano a funzionare sotto immense pressioni. La pressione nella Fossa delle Marianne è simile a quella che proverebbe un essere umano se avesse appoggiato su un alluce l’intero peso della Torre Eiffel.

Il team di ricerca cinese hao confrontato il DNA del Mariana Snailfish con quello di un suo parente stretto, il pesce serpente di Tanaka (Liparis tanakae), che però vive nelle pozze di marea. Le due specie si sono separate da un antenato comune circa 20 milioni di anni fa.

Uno degli autori dello studio, Shunping He, un ittiologo m Institute of deep sea science and engineering dell’Accademia cinese delle scienze spiega che «Ci sono diversi cambiamenti genetici nel genoma dello snailfish adale, legati a un rapido adattamento al mare profondo. Le alte pressioni nella Fossa delle Marianne avrebbero schiacciato delle ossa normali. Ma un gene che integra le ossa indurenti è inattivo nello snailfish adalle e questo è in linea con l’idea che uno scheletro di cartilagine sia più tollerante alla pressione».

I ricercatori dicono che Mariana Snailfish hanno anche perso diversi geni coinvolti nella percezione della luce. Tuttavia, lo studio ha trovato 5 di questi geni che sono ancora attivi, suggerendo che il pesce possa avere una residua capacità di vedere.

Al contrario, alcuni gruppi di geni, molti dei quali sono coinvolti nel metabolismo degli acidi grassi, si sono espansi nello snailfish e i ricercatori fanno notare che «La presenza di alcuni acidi grassi aiuta le membrane cellulari a rimanere flessibili a grandi profondità. In caso contrario, l’alta pressione può far diventare rigide e impenetrabili queste membrane. Altri geni agiscono per impedire che le proteine ​​si pieghino in modo errato sotto la pressione estrema».

Santiago Herrera, un ecologista molecolare della Lehigh University di Bethlehem, in Pennsylvania, ha detto a Nature: «E’ emozionante vedere questa sequenza del genoma, nonché idee su come i vertebrati si adattano a profondità estreme. Capire come questo tipo di vita sia possibile in questo ambiente è davvero rivoluzionario».

Natalya Gallo, oceanografa presso Scripps Institution of Oceanography, fa notare che «Lo studio crea anche la base per il lavoro futuro, per capire come i pesci si sono evoluti per sopravvivere in ambienti estremi. Ora, i ricercatori possono condurre esperimenti in laboratorio con strumenti come CRISPR, modificando i geni per esplorare i tratti che controllano».

Herrera conclude: «Sarà interessante vedere se la genetica che sta dietro agli adattamenti degli snailfish è rappresentativa degli animali delle profondità marine, o se ciascuna specie ha un proprio insieme di strategie genetiche per sopravvivere a questo ambiente estremo».