Le lumache sono creature affascinanti e misteriose, con una storia evolutiva che risale a milioni di anni fa. Per lungo tempo, la deposizione delle uova è stata la modalità principale di riproduzione per questi molluschi, ma un gruppo di lumache marine ha compiuto un notevole cambiamento, passando alla nascita di giovani vivi. Questo cambiamento, avvenuto in un lasso di tempo relativamente breve in termini evolutivi, è stato guidato da circa 50 modifiche genetiche. La scoperta di questo fenomeno offre una rara opportunità di studiare l’architettura genetica di un cambiamento evolutivo e rivela che il segreto non sta nel compiere un grande salto, ma nell’accumulo di molti piccoli cambiamenti.
La diversità della Littorina saxatilis
La Littorina saxatilis è una lumaca che dà alla luce giovani vivi, una caratteristica che la distingue dalle sue vicine ovipare. Tuttavia, questa specie presenta una grande varietà di tipi di conchiglie e habitat, il che potrebbe spiegare perché è uno degli organismi più spesso identificati erroneamente sul pianeta, avendo ricevuto oltre 100 volte nuovi nomi di specie e sottospecie secondo The Guardian.
La ricerca genetica
Per comprendere meglio cosa differenzia queste lumache marine a livello genetico, un team di ricercatori guidato dal postdoc dell’Istituto di Scienza e Tecnologia dell’Austria (ISTA), Sean Stankowski, ha esaminato l’albero genealogico della L. saxatilis e dei suoi parenti utilizzando sequenze genomiche complete. Questo studio ha rivelato che la capacità di dare alla luce giovani vivi era collegata a 50 cambiamenti genetici sparsi nel genoma della lumaca e la loro identificazione è stata facilitata dal grado di incrocio tra le lumache nell’area di diffusione della L. saxatilis, che può portare allo scambio genetico tra specie.
“In questo caso, ciò ci dà la possibilità di trovare i geni coinvolti nell’evoluzione della nascita di giovani vivi, perché il background genetico è stato mescolato da tutto questo incrocio,” ha detto il professor Roger Butlin della Scuola di Bioscienze dell’Università di Sheffield a IFLScience. “Ecco perché i geni responsabili della nascita di giovani vivi spiccano sullo sfondo.”
Il processo evolutivo
Risalendo attraverso la ricchezza di informazioni genetiche, si è scoperto che la nascita di giovani vivi nelle lumache marine è emersa gradualmente negli ultimi 100.000 anni come una serie di mutazioni accumulate. Tuttavia, non sappiamo ancora quali di questi cambiamenti incrementali siano stati fondamentali nel notevole cambiamento della strategia riproduttiva.
“Esattamente quale fosse necessario specificamente per il tratto della nascita di giovani vivi, penso che non possiamo dire al momento,” ha continuato Butlin. “Tutti e 50 si verificano insieme in tutte le lumache che danno alla luce giovani vivi, quindi sembra che molti di essi siano necessari - insieme – per la nascita di giovani vivi. Ma alcuni di essi, pensiamo, siano probabilmente responsabili di altre cose che accompagnano la nascita di giovani vivi, come il cambiamento nella riproduzione durante tutto l’anno invece di riprodursi solo in una stagione.”
I vantaggi della nascita di giovani vivi
Per quanto riguarda il motivo per cui hanno compiuto questo passaggio, è possibile che la transizione dalla deposizione delle uova alla nascita di giovani vivi possa beneficiare queste lumache rendendo i loro piccoli meno suscettibili all’essiccazione, alla schiacciatura o alla predazione prima che abbiano la possibilità di schiudersi. Ma ciò non significa che non abbia comportato alcuni costi per il genitore.
“L’investimento extra nella prole avrebbe quasi certamente posto nuove esigenze sull’anatomia, la fisiologia e il sistema immunitario delle lumache,” ha detto Stankowski in una dichiarazione. “Molte delle regioni genomiche che abbiamo identificato sono probabilmente coinvolte nel rispondere a questi tipi di sfide.”
La diversità ecotipica delle lumache Littorina
La vasta gamma di tipi di conchiglie e habitat delle lumache Littorina potrebbe essere il risultato della nascita di giovani vivi che consente loro di adattarsi a una varietà di condizioni ambientali. Ciò ha portato all’evoluzione di molti “ecotipi” che variano in dimensioni, forma e comportamento.
Comprendere come avvengono grandi cambiamenti come questo nell’evoluzione è qualcosa che raramente abbiamo l’opportunità di esaminare poiché avviene così lentamente e in un’ampia gamma di specie, molte delle quali sono estinte. Il team dell’Università di Sheffield afferma che questo raro esempio di studio dell’architettura genetica del cambiamento evolutivo dimostra che le innovazioni rivoluzionarie avvengono attraverso passi incrementali – non è necessario un grande salto genetico per stabilire nuove funzioni sorprendenti.
Non solo ciò ci insegna alcuni dei grandi cambiamenti evolutivi del passato, come il modo in cui le piume hanno portato al volo, ma può anche darci un’idea di come potrebbero verificarsi cambiamenti futuri in risposta a cose come il cambiamento climatico e quali specie sono improbabili ad adattare la regolazione termica necessaria per sopravvivere.
“Scoprendo e studiando il recente cambiamento evolutivo nel modo in cui le lumache marine danno alla luce, ora siamo in grado di comprendere questi grandi cambiamenti e applicare i nostri metodi a molti altri cambiamenti evolutivi,” ha detto Butlin in un’altra dichiarazione.
“I nostri risultati cambieranno il modo in cui i biologi vedono le principali transizioni evolutive, spostando l’attenzione dai grandi salti evolutivi verso la comprensione dei benefici progressivi di piccoli passi evolutivi. Aiuteranno anche altri a dissezionare la base genetica e storica di altri tratti adattivi, il che è importante quando molti organismi sono costretti ad adattarsi rapidamente a un mondo in cambiamento.”
Lo studio è pubblicato sulla rivista Science.
