Pesce ghiacciolo, sequenziato il genoma dell'unico vertebrato senza emoglobina

Come si può vivere senza emoglobina in un ambiente ostile come quello dell’oceano antartico con temperature costantemente sotto zero? I ricercatori dell’Università di Padova hanno cercato la risposta sequenziando il genoma del pesce ghiacciolo o “icefish”, l’unico vertebrato privo del principale trasportatore di ossigeno, l’emoglobina.

Lo studio

Lo studio è stato appena pubblicato sulla prestigiosa rivista "Nature - Communications Biology". Il lavoro analizza sia il genoma che il trascrittoma muscolare (l’insieme di tutti i geni espressi nel muscolo) del pesce ghiacciolo Chionodraco myersi confrontandolo con altri pesci provvisti invece di emoglobina che vivono sia in aree temperate che nello stesso Oceano Antartico. Spiega il prof. Tomaso Patarnello, Dipartimento di Biomedicina comparata e Alimentazione dell’Università di Padova e responsabile della ricerca: «Gli adattamenti che hanno permesso ai pesci ghiacciolo di vivere senza emoglobina in un ambiente così estremo sono molteplici. In milioni di anni di evoluzione nell’Oceano Meridionale, con temperature costantemente sotto gli 0°C, i pesci ghiacciolo hanno sviluppato un sistema circolatorio provvisto di una rete di vasi sanguigni molto più ramificata e con diametro dei vasi maggiore delle specie a sangue rosso, cioè con emoglobina. Queste modificazioni, come pure la maggiore dimensione del cuore, sono adattamenti peculiari dei pesci ghiacciolo per poter trasportare - in assenza di emoglobina - l’ossigeno disciolto nel sangue in modo più efficiente». Aggiunge il prof. Luca Bargelloni, primo autore dell’articolo: «L’adattamento più sorprendente però è a livello mitocondriale (la centrale energetica della cellula). In questi pesci i mitocondri sono di gran lunga più numerosi e più grandi rispetto a qualsiasi specie presa a confronto».

I risultati

I risultati della ricerca mostrano come sia evidente un adattamento a livello del genoma di questo pesce che nel corso della sua evoluzione sembra aver duplicato proprio i geni che riguardano le funzioni mitocondriali chiave per sopravvivere alle condizioni dell’Oceano Antartico. Conclude il prof. Patarnello: «Il processo di evoluzione che ha permesso a questi pesci di adattarsi ad un ambiente così estremo ha richiesto molti milioni di anni ed è ormai irreversibile. I pesci ghiacciolo e le altre specie di pesci antartici tollerano variazioni di temperatura di pochissimi gradi. Se esposte a temperature anche di poco superiori allo zero, muoiono. Il riscaldamento globale sta interessando con una rapidità impressionante ed in modo significativo molte aree dell’Antartide. Rischiamo di spazzare via in pochi decenni milioni di anni di evoluzione».