Orologi interni di uomini e pesci
La vita degli esseri umani è regolata dai loro ritmi circadiani, o cicli di 24 ore. Questo ritmo interessa tutte le forme di vita, ma vi siete mai soffermati a pensare a una vita senza questo orologio? Recentemente, i ricercatori del Dipartimento di Biologia dell’Università di Lund, in Svezia, hanno studiato una specie che ha eliminato la necessità di un orologio interno per risparmiare energia. Si tratta di una specie di pesce, che però si trova solo nelle grotte buie. Sebbene la maggior parte dei pesci tetra li riconosca perché sono un pesce comune nei negozi di animali, i biologi Damian Moran, Rowan Softley ed Eric J. Warrant hanno studiato la loro controparte cieca, il pesce tetra messicano. Questi pesci, conosciuti con il nome scientifico di Astyanax Mexicanus e chiamati anche pesci cavernicoli ciechi, sono originari dell’ecozona Nearctic e si trovano in alcuni fiumi del Texas e delle zone centrali e orientali del Messico. Nel tentativo di colmare le lacune sul modo in cui il tetra messicano si è adattato al suo nuovo habitat, i biologi dell’Università di Lund si sono concentrati in particolare sul modo in cui consuma energia rispetto alla sua forma di nuoto in superficie.
L’altra tetra
Nel corso del tempo, l’evoluzione ha creato una nuova forma di tetra. Il pesce tetra messicano vive in grotte buie, è privo di occhi ed è albino a causa della mancanza di pigmenti nella pelle. L’evoluzione ha cambiato anche il modo in cui questo pesce si muove. Senza vista, il tetra messicano ha linee laterali sul corpo che sono sensibili ai cambiamenti di pressione dell’acqua. L’habitat buio pesto ha permesso al pesce di rinunciare al suo ritmo circadiano. Questo ritmo è tipico dei tetra che vivono in superficie. Tuttavia, il tetra messicano si è evoluto in modo da non aver più bisogno di questo orologio interno. Il tetra messicano vive la sua vita a metà tra il sonno e la piena veglia. La mancanza di ritmo circadiano consente a questo pesce di conservare più energia rispetto alla sua controparte.
Uno studio di cronobiologia
La cronobiologia studia i ritmi fisiologici naturali che si verificano in ogni organismo vivente. Moran, Softley e Warrant hanno utilizzato questo tipo di studio per osservare il tetra messicano e scoprire la sua mancanza di ritmo circadiano.
Prima di questo studio, esistevano informazioni su come il tetra messicano si sia adattato al suo ambiente e sia in grado di trovare il cibo anche senza la vista. Tuttavia, erano disponibili poche informazioni sulle differenze nella fisiologia e nell’uso dell’energia rispetto ai tetra che vivono in superficie. I tre biologi hanno anche scoperto che gli studi precedenti non tenevano conto dell’importanza della luce sul tasso metabolico del pesce. Durante lo studio, i biologi hanno misurato il consumo energetico di entrambe le forme di pesce creando un canale d’acqua per regolare la velocità di nuoto. Questo processo è stato osservato in cicli di luce e buio e anche in completa oscurità per vedere se il loro tasso metabolico fosse controllato dai loro ritmi circadiani. Il campione comprendeva 31 pesci e ha raccolto 9401 misurazioni del consumo di ossigeno. I tassi metabolici di entrambi i pesci sono diminuiti al variare delle condizioni. Sulla base delle informazioni ricavate dai campioni, i biologi hanno scoperto che i livelli di ossigeno e di metabolismo della forma superficiale aumentavano durante il giorno, mentre quelli del pesce messicano tendevano a rimanere invariati sia di giorno che di notte.
Durante i periodi di oscurità, il metabolismo dei pesci di superficie diminuiva per conservare l’energia necessaria per il giorno. Il pesce di grotta cieco non ha subito lo stesso aumento diurno del consumo di ossigeno. Il suo metabolismo è rimasto invariato indipendentemente dal ciclo giorno/notte. Grazie a questa differenza, il tetra messicano risparmia il 27% di energia in più rispetto alla sua controparte. Inoltre, quando la forma che vive in superficie è stata messa nella stessa oscurità, ha utilizzato il 38% di energia in più nello stesso ambiente. I risultati hanno portato i biologi a credere che il possesso della vista da parte dei pesci di superficie non influisca sul dispendio energetico, ma che sia piuttosto la mancanza di ritmo circadiano nei tetra messicani a spiegare il loro minore utilizzo di energia. L’evoluzione ha fornito al tetra messicano cieco un modo per adattarsi all’ambiente delle grotte nere come la pece.
Cosa significano queste informazioni per altre specie
Esistono poche ricerche sugli studi del tasso metabolico controllato dall’attività. Per la maggior parte delle ricerche condotte, non è stato possibile impostare l’attività dell’animale su un unico livello per diversi giorni. Per gli animali con schemi circadiani nel livello di attività, nella localizzazione del cibo e nell’ingestione, l’orologio circadiano permette di prevedere le reazioni metaboliche e di rispondere in modo più produttivo. Il tetra messicano utilizzava un approccio di risparmio energetico nel suo habitat, dove il cibo è limitato. Questo studio ha permesso ai biologi di approfondire la relazione tra il metabolismo energetico e il ritmo circadiano. Questo studio ci permette di capire meglio come potrebbe essere una vita senza ritmo circadiano giorno/notte. Più impariamo a conoscere i ritmi circadiani, più ci avviciniamo a utilizzare queste conoscenze per combattere le interruzioni dell’organismo che portano a malattie e disturbi sia negli animali che negli esseri umani.
