Terence Barry, scienziato senior in scienze animali, mostra una delle tante vasche di pesci studiate presso il Laboratorio di Scienze e Ingegneria dell'Acqua, dove studia l'acquacoltura e la risposta allo stress nei pesci. Credito:Jeff Miller
Gli scienziati sanno da anni che quando alcuni pesci percepiscono i predatori che mangiano membri della loro specie, cercano di allontanarsi dalla scena del crimine e nuotare verso acque più sicure. Questo comportamento sensibile è esattamente ciò che l'evoluzione dovrebbe produrre.
Ora, un gruppo dell'Università del Wisconsin-Madison ha mostrato un secondo, risultato altrettanto sensibile della pressione evolutiva chiamata predazione:crescita più rapida tra i pesci sopravvissuti.
Pesce grande, spiega il direttore del laboratorio Terence Barry, scienziato senior in scienze animali presso l'UW, sono più difficili da mangiare per il predatore.
La scoperta, ora pubblicato online nel Journal of Fish Biology risultato dal tentativo di Barry di trarre il meglio da una brutta situazione. "Stavo provando un nuovo metodo per allevare persici gialli larvali, che sono difficili da allevare, " lui dice, "e ne avevo 2, 000 piccoli, Pesce da 2 grammi in vasca. Il mio trespolo era pronto a vendere, ma circa la metà aveva una deformità spinale, probabilmente a causa di una carenza nutrizionale, e ho deciso di dare da mangiare a questi pesci un paio di grossi glaucomi che stavamo allevando".
Finora, il processo era standard nel campo dell'acquacoltura, dove la vendita di pesce e la ricerca di cibo per i pesci predatori sono una cosa ovvia.
Quello che è successo dopo non era affatto standard, dice Barry. "Uno studente è venuto da me tre settimane dopo (e ha detto), "Hai visto quei pesci?" Ad occhio nudo, i persici che non sono stati mangiati erano circa il doppio di quanto previsto. Ho pensato, 'Cosa sta succedendo qui?'"
Un campione di sangue viene prelevato da un trespolo giallo. Credito:Jeff Miller
Pako Yang, che era in laboratorio come parte del programma PEOPLE dell'università, intrapreso l'esperimento. In una prova, gli odori dei glaucomi predatori che mangiavano persici gialli fluivano in un'altra vasca contenente avannotti di persici gialli e questi pesci crescevano più velocemente.
La causa doveva essere qualcosa nell'acqua, Barry dice, "ma non veniva solo dagli stessi glaucomi, poiché la crescita rapida è avvenuta solo quando i glaucomi mangiavano il pesce persico ogni giorno e il pesce persico e il glaucoma condividevano la loro scorta d'acqua".
Ulteriori indagini hanno dimostrato che la causa era un feromone che potrebbe essere rilasciato dalla pelle del pesce persico, le feci o l'urina del glaucoma, o anche gli ormoni dello stress che fuoriescono dal trespolo nell'acqua. I feromoni sono sostanze chimiche che causano specifici cambiamenti comportamentali, di solito a basse dosi, negli organismi che li percepiscono.
Barry, che è cresciuto a Madison, ha un B.S. in zoologia e un dottorato di ricerca. in endocrinologia da UW-Madison. Ha servito nei Peace Corps nella nazione del Pacifico occidentale di Samoa e ha allevato pesce persico giallo nel suo allevamento ittico a Poy Sippi, Wisconsin, per 10 anni.
La scoperta si basa sull'immagine delle "sostanze di allarme" trasportate dall'acqua che vengono rilasciate durante la predazione. Non solo potevano far disperdere le prede e, nel caso di una specie di carpa, farli crescere troppo larghi per adattarsi alla bocca di un predatore. Ora la sostanza stava causando una crescita più rapida in lunghezza e peso.
"Nessuno aveva mostrato che il pesce sarebbe diventato grande, ed è stato fantastico, ma ancora, era solo un esperimento, "Barry dice, "così abbiamo impostato cinque trattamenti e abbiamo visto più o meno la stessa identica cosa".
Caroline Barry, uno specialista di ricerca in scienze animali, prende un campione da un trespolo giallo mentre il ricercatore post-dottorato Paul Hoppe guarda. Credito:Jeff Miller
La crescita del pesce persico è accelerata anche se il glaucoma mangiava pesciolini a testa grossa, ma il fenomeno non si è manifestato nei glaucomi preda del luccio, forse perché i glaucomi sono meno spesso vittime di predatori rispetto al pesce persico.
Gli esperimenti non provano la base evolutiva del fenomeno, ma fuggire e diventare troppo grandi per un predatore hanno entrambi senso in termini di sopravvivenza della specie, dice Barry.
"In acqua, il pesce persico sopravvissuto cresce due volte più velocemente, perché stanno annusando qualcosa che segnala la presenza di predatori, Barry dice. "Sappiamo che la comunicazione chimica è molto diffusa nei pesci. Quando un maschio sente l'odore di una femmina pronta a deporre le uova, ottiene un aumento della gonadotropina dell'ormone ipofisario, che si lega ai testicoli, inducendoli a produrre testosterone, che porta alla produzione di sperma. Pensiamo che una cosa simile possa accadere qui dove il feromone promotore della crescita provoca un'impennata dell'ormone della crescita ipofisario.
Barry dice che il pesce persico giallo cresce troppo lentamente per interessare la maggior parte degli allevamenti ittici ma, "se possiamo accelerare la crescita, ha un grande potenziale commerciale." Ha presentato una dichiarazione alla Wisconsin Alumni Research Foundation sull'uso dei feromoni per aumentare la crescita dei pesci; è previsto il deposito di un brevetto.
Barry, Paul Hoppe, un dottorato di ricerca studente in endocrinologia riproduttiva, e colleghi ipotizzano che il condroitin solfato possa essere il segnale chimico.
Trovare questo tipo di reazione stimolo-risposta è soddisfacente, dal momento che la risposta ha molto senso, dice Barry. "Non stavamo cercando questo fenomeno, ma sappiamo che sott'acqua, le sostanze chimiche viaggiano più lontano della luce. I pesci non possono sopravvivere senza comunicazione chimica".
