Uno schema degli habitat associati alle uova semi-galleggianti e adesive e il disegno sperimentale e la raccolta dei dati. Sei specie rappresentative (H. molitrix, H. nobilis, C. idella, M. piceus, S. curriculus e C. alburnus-B) del gruppo endemico di ciprinidi dell'Asia orientale che producono uova semi galleggianti in habitat lotici (fiumi), e tre specie rappresentative (M. amblycephala, C. dabryi e C. alburnus-A) del gruppo endemico che generano uova adesive in habitat lentici (laghi). Le uova semi galleggianti e le uova adesive sono state raccolte non fecondate (Un-FE) e 0, 0,5 e 1 h dopo la fecondazione (0 h-FE, 0,5 h-FE e 1 h-FE) e utilizzate per chiarire i meccanismi di idratazione e adesività. MD, diametro della membrana; ED, diametro uovo. Credito:Ricerca (2022). https://spj.sciencemag.org/journals/research/aip/9827986/
Le radiazioni adattative rappresentano una rapida ramificazione nell'albero della vita e sono riconosciute come fattori critici della biodiversità. Gli studi su di essi sono fondamentali per comprendere i meccanismi che guidano la speciazione, la diversificazione e molti processi ecologici ed evolutivi associati. Durante le radiazioni adattative, i tratti legati all'isolamento ecologico e riproduttivo svolgono un ruolo importante nel plasmare la biodiversità.
I ciprinidi endemici dell'Asia orientale, indicati come Xenocyprididae (Teleostei:Ostariophysi:Cypriniformes), sono un assemblaggio naturale di pesci d'acqua dolce rapidamente evoluti nell'Asia orientale. È stato proposto che la radiazione evolutiva dei ciprinidi endemici dell'Asia orientale si evolva attraverso un cambiamento nelle abitudini di deposizione delle uova, che comporta una transizione da uova semi-galleggianti a uova adesive in risposta alla formazione del sistema fiume-lago reticolato. Tuttavia, i meccanismi molecolari alla base dei marcati cambiamenti nelle abitudini riproduttive in questa radiazione adattativa rimangono inesplorati.
In uno studio pubblicato su Ricerca , un gruppo di ricerca guidato dal Prof. Xie Ping dell'Istituto di Idrobiologia (IHB) dell'Accademia Cinese delle Scienze ha illustrato i nuovi meccanismi molecolari associati all'idratazione e all'adesività delle uova di pesce d'acqua dolce e ha identificato i meccanismi molecolari critici coinvolti nella radiazione adattativa di ciprinidi endemici dell'Asia orientale.
I ricercatori hanno confrontato le uova semi galleggianti di sei specie rappresentative (Cuter alburnus-B, Hypophthalmichthys molitrix, H. nobilis, Ctenopharyngodon idella, Mylopharyngodon piceus e Squaliobarbus curriculus) con le uova adesive di tre specie rappresentative (C. alburnus-A, Megalobrama amblycephala e C. dabryi) appartenenti al gruppo endemico dei ciprinidi dell'Asia orientale.
Hanno rivelato meccanismi molecolari critici di idratazione e adesività coinvolti nella radiazione adattativa dei ciprinidi endemici dell'Asia orientale in base alla composizione biochimica, alle caratteristiche morfologiche, alla colorazione istochimica, alle analisi multiomiche, all'immunofluorescenza e ai test degli inibitori.
Besides, the researchers found that semi-buoyant eggs enhance hydration by increasing the degradation of yolk protein and accumulation of Ca 2+ and Mg 2+ ions, while adhesive eggs improve adhesiveness and hardness of the egg envelope by producing an adhesive layer and a unique fourth layer to the egg envelope.
Multiomics analyses and verification tests showed that during the process of adaptive radiation, adhesive eggs downregulated the vitellogenin degradation pathway, zinc metalloprotease pathway and ubiquitin-proteasome pathway, and the pathways of Ca 2+ and Mg 2+ active transport to reduce their hydration. They showed that at the same time, adhesive eggs upregulated the crosslinks of microfilament-associated proteins and adhesive-related proteins, the hardening-related proteins of the egg envelope and the biosynthesis of glycosaminoglycan in the ovary to generate adhesiveness.
The findings of this study revealed the molecular mechanisms associated with hydration and adhesiveness in freshwater fish eggs, and elucidated the potential mechanism for the evolution of adhesive eggs from semi-buoyant eggs in the adaptive radiation of endemic East Asian cyprinids. These key egg attributes may function as "magic traits" in this adaptive radiation. + Esplora ulteriormente
