I ricercatori trovano oltre 40 nuove specie di pesci in un lago

Gli 'pigri' hanno più probabilità di sopravvivere?

Un nuovo studio guarda ai molluschi, sia antichi che moderni, per trovare quali specie hanno maggiori probabilità di sopravvivere e quali hanno maggiori probabilità di estinguersi – e perché.

I ricercatori dell’Università del Kansas a Lawrence hanno analizzato i dati sull’evoluzione dei molluschi – compresi i bivalvi, come i crostacei, e i gasteropodi, come le lumache – nell’Oceano Atlantico dal Neogene fino ai giorni nostri.

Il loro risultati – appena pubblicato sulla rivista Atti della Royal Society B – suggeriscono che i diversi tassi metabolici delle varie specie hanno un impatto su quelle che rischiano l’estinzione e su quelle che probabilmente saranno in giro per molto tempo.

Il team ha studiato l’evoluzione in 5 milioni di anni di 299 specie di molluschi, concentrandosi sui loro tassi metabolici – più specificamente, quanta energia i vari animali avevano bisogno per funzionare su base giornaliera.

“Ci siamo chiesti”, afferma l’autore principale dello studio Luke Strotz, parlando della premessa del team per il nuovo studio, “Si potrebbe guardare alla probabilità di estinzione di una specie in base all’assorbimento di energia da parte di un organismo?'”

“Abbiamo trovato”, aggiunge, “una differenza per le specie di molluschi che si sono estinte negli ultimi 5 milioni di anni e quelle che sono ancora in giro oggi.”

“Quelli che si sono estinti tendono ad avere tassi metabolici più alti di quelli che sono ancora in vita. Quelli che hanno minori esigenze di mantenimento energetico sembrano avere maggiori probabilità di sopravvivere rispetto a quegli organismi con tassi metabolici più elevati.”

Luca Strotz

La sopravvivenza dei più pigri?’

I ricercatori hanno rivelato che le specie con tassi metabolici più alti avevano molte più probabilità di affrontare l’estinzione prima, anche se questo dipendeva da alcuni altri fattori.

Questo ha portato i ricercatori a suggerire che l’idea della “sopravvivenza del più forte” può essere discutibile; invece, essi sostengono, potremmo essere di fronte a un caso di “sopravvivenza del più pigro.”

“Forse a lungo termine”, dice il co-autore dello studio Bruce Lieberman, “la migliore strategia evolutiva per gli animali è quella di essere fiacchi e pigri – più basso è il tasso metabolico, più è probabile che la specie a cui si appartiene sopravviva.”

“Invece di ‘sopravvivenza del più forte’, forse una metafora migliore per la storia della vita è ‘sopravvivenza del più pigro’ o almeno ‘sopravvivenza del più pigro'”, raccomanda.

Perché è importante? Gli scienziati dicono che capire cosa rende una specie più o meno resiliente può essere la chiave per prevedere come varie forme di vita si adatteranno – o non si adatteranno – alle minacce ambientali come il cambiamento climatico.

“In un certo senso”, sottolinea Strotz, “stiamo guardando un potenziale predittore di probabilità di estinzione. A livello di specie, il tasso metabolico non è l’alfa e l’omega dell’estinzione – ci sono molti fattori in gioco.”

“Ma”, continua, “questi risultati dicono che il tasso metabolico di un organismo è una componente della probabilità di estinzione. Con un tasso metabolico più alto, è più probabile che una specie si estingua. Quindi, è un altro strumento nella cassetta degli attrezzi.”

Eccezioni e sorprese

Strotz e colleghi notano anche che i tassi metabolici più alti sono legati a un più alto rischio di estinzione, soprattutto quando la specie vive in un habitat piccolo, ristretto a un’area geografica limitata.

Al contrario, però, quando quella specie è diffusa su un’area geografica più ampia, è più probabile che sopravviva nonostante il suo metabolismo.

“Troviamo che le specie ampiamente distribuite non mostrano la stessa relazione tra estinzione e tasso metabolico delle specie con una distribuzione stretta”, spiega Strotz.

“La dimensione del raggio d’azione”, continua, “è una componente importante della probabilità di estinzione, e le specie strettamente distribuite sembrano avere molte più probabilità di estinguersi”, aggiungendo: “Se sei strettamente distribuito e hai un alto tasso metabolico, la tua probabilità di estinzione è molto alta a quel punto.”

Interessante è anche il fatto che, secondo l’analisi del team, nonostante i tassi metabolici possano cambiare e variare tra le specie, i tassi metabolici cumulativi delle comunità di specie più grandi tendono a rimanere invariati nel tempo.

“Sembra esserci una stasi nelle comunità a livello energetico”, afferma Strotz. “In termini di assorbimento di energia, nuove specie si sviluppano – o l’abbondanza di quelle ancora in giro aumenta – per prendere le distanze, mentre altre specie si estinguono.”

Per i ricercatori, questo è stato una sorpresa. “Ci si aspetta che il tasso metabolico a livello di comunità cambi col passare del tempo”, osserva Strotz.

“Invece, l’assorbimento medio di energia rimane lo stesso per milioni di anni per questi bivalvi e gasteropodi, nonostante le numerose estinzioni”, dice.

Le nuove scoperte sono “generalizzabili?’

Gli scienziati spiegano anche che la ragione principale per cui hanno deciso di zoomare sui molluschi, piuttosto che sugli animali appartenenti ad altri phyla, o gruppi di organismi, era perché così tante informazioni sono attualmente disponibili per quanto riguarda l’evoluzione delle specie di molluschi.

“Avete bisogno di serie di dati molto grandi con molte specie e occorrenze”, nota Strotz, per essere in grado di determinare la rilevanza di un fattore come il tasso metabolico sulla probabilità di estinzione.

“Molte di queste specie di bivalvi e gasteropodi sono ancora vive, quindi molti dei dati di cui abbiamo bisogno per fare questo lavoro possono provenire da ciò che sappiamo sui bivalvi e gasteropodi viventi fisiologia,”Egli nota.

In particolare, dice, ci sono dati abbondanti sui molluschi che vivono nella regione dell’Atlantico occidentale – da qui l’attenzione del team su quell’area.

In futuro, i ricercatori vorrebbero stabilire se le stesse associazioni si applicano anche ad altri tipi di animali. In primo luogo, mirano ad esplorare se la probabilità di sopravvivenza di altri animali marini è anche influenzata dal metabolismo.

Alla fine, mirano ad estendere la questione anche alle specie terrestri – sia invertebrati (come i molluschi) che vertebrati.

Come Strotz continua a spiegare, “Alcuni dei prossimi passi sono di espandere [la ricerca] ad altri cladi [gruppi di organismi], per vedere se il risultato è coerente con alcune cose che sappiamo di altri gruppi.”

Aggiunge: “C’è da chiedersi se questo sia solo un fenomeno dei molluschi? C’è una certa giustificazione, data la dimensione di questo set di dati, e la lunga quantità di tempo che copre, che è generalizzabile. Ma è necessario guardare – può applicarsi ai vertebrati? Può essere applicato sulla terraferma?”
I veleni mortali possono guidare i progressi medici

Nonostante il rapido ritmo della ricerca, ci sono ancora molte malattie che sfidano il trattamento. Un documento, recentemente pubblicato sulla rivista Scienza, chiede se il veleno potrebbe aiutare a progettare trattamenti innovativi.

Le piante e gli animali velenosi sono incredibilmente comuni – il 15 per cento della biodiversità della Terra, secondo gli autori – e occupano ogni nicchia ecologica e habitat.

Dai vermi alle lucertole e dagli aracnidi ai mammiferi, il veleno ha dimostrato di essere uno strumento vincente nel gioco della sopravvivenza.

Il veleno è così efficace che in realtà si evolve indipendentemente in una varietà di speciema possiamo sfruttare queste tossine e usarle a nostro vantaggio?

Fino a poco tempo fa, raccogliere il veleno e sezionarlo a livello molecolare era difficile; molti animali velenosi sono piccoli, rendendo difficile la raccolta. Inoltre, il veleno è spesso un complicato cocktail di sostanze chimiche.

Tuttavia, questo sta cambiando lentamente mentre la tecnologia migliora costantemente e il suo pieno potenziale sta venendo a fuoco.

I progressi aprono nuove porte

Piombo studio L’autore Mandë Holford, del Graduate Center della City University of New York e dell’Hunter College – entrambi a New York City, NY – ritiene che gli animali tossici possano contenere indizi per il trattamento di una serie di condizioni, tra cui diabete, malattie autoimmuni e dolore cronico.

Alcune scoperte tecnologiche hanno contribuito a sviluppare una migliore comprensione del veleno. Per esempio, i progressi in omics – l’identificazione e la quantificazione delle molecole biologiche che compongono un organismo – stanno fornendo una visione più profonda.

Gli scienziati possono ora sbirciare nel genoma di una specie e tracciare un quadro dei cambiamenti evolutivi che si sono svolti nel corso delle generazioni.

“Conoscere meglio la storia evolutiva delle specie velenose può aiutarci a prendere decisioni più mirate sull’uso potenziale dei composti del veleno nel trattamento delle malattie.”

Mandë Holford

Holford continua: “Nuovi ambienti, lo sviluppo della resistenza al veleno nelle sue prede e altri fattori possono indurre una specie a evolversi per sopravvivere. Questi cambiamenti possono produrre nuovi composti – alcuni dei quali possono rivelarsi estremamente utili nello sviluppo di farmaci.”

Attualmente, la Food and Drug Administration (FDA) hanno approvato solo sei farmaci derivati dal veleno. Questo, secondo Holford e colleghi, è solo la punta dell’iceberg.

A causa della ricca diversità dei veleni naturali e la loro alta specificità, potrebbero essere modelli utili per i progettisti di droga.

Il futuro della ricerca sul veleno

Discussi nel nuovo documento sono alcuni esempi di dove il veleno potrebbe rivelarsi utile. Per esempio, i peptidi derivati da un anemone di mare velenoso potrebbero aiutare a trattare le malattie autoimmuni di targeting specifici canali ionici sulle cellule T.

Inoltre, le neurotossine derivate dal Conus magus – una specie di lumaca di mare – può fornire trattamenti efficaci per dolore cronico che non causano dipendenza.

Un altro esempio è lo scorpione deathstalker, che produce clorotossina; questa si lega selettivamente alle cellule maligne, rendendola utile per la segnalazione tumore cellule prima dell’intervento chirurgico per assicurarsi che tutto il tessuto canceroso venga rimosso.

La clorotossina è stata anche studiata come potenziale veicolo per il trasporto di farmaci antitumorali al loro bersaglio.

Le tossine del ragno, secondo il rapporto, potrebbero un giorno produrre un modo ecologico per gli agricoltori per liberare i raccolti dai parassiti. Piuttosto che i tradizionali insetticidi ad ampio spettro che possono essere tossici per altri animali e accumularsi nei corsi d’acqua, i pesticidi naturali a base di proteine sono altamente specifico alle loro specie bersaglio e biodegradabili.

Il veleno sta godendo di una rinascita di popolarità, ma usare queste tossine come medicina non è una novità. Il primo esempio registrato fu riportato dallo storico Appiano di Alessandro più di 2.000 anni fa.

Secondo lui, dopo che Mitridate ricevette una ferita di spada alla gamba, i medici sciti gli salvarono la vita applicando “una piccola quantità di veleno di vipera della steppa”, che ha fermato l’emorragia.

Come uno autore sottolinea: “Gli antichi guaritori sciti non sarebbero sorpresi di sapere che il veleno cristallizzato […] è oggi una delle principali esportazioni per i pronto soccorso di tutto il mondo.”

Il veleno ha ancora molti segreti da svelare, e i progressi tecnologici ci aiuteranno a svelarli costantemente. Il fiorente campo della venomica è certamente uno da tenere d’occhio.

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