L'evoluzione delle dimensioni corporee tetraodontiformi nel tempo. Credito:Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze
La storia geologica della Terra è caratterizzata da molti cambiamenti climatici dinamici che sono spesso associati a grandi cambiamenti di temperatura. Questi cambiamenti ambientali possono portare a cambiamenti dei tratti, come la dimensione corporea, che possono essere osservati direttamente utilizzando la documentazione sui fossili.
Per indagare se gli sbalzi di temperatura avvenuti prima della registrazione delle misurazioni dirette, chiamati paleoclimatologia, sono correlati ai cambiamenti delle dimensioni corporee, diversi membri del Fish Evolution Lab dell'Università dell'Oklahoma hanno deciso di testare la loro ipotesi utilizzando pesci tetraodontiformi come gruppo modello. I pesci tetradontiformi sono principalmente pesci marini tropicali e includono pesce palla, pesce scatola e pesce lima, tra gli altri.
Lo studio è stato condotto da Dahiana Arcila, assistente professore di biologia e assistente curatore presso il Sam Noble Museum of Natural History, con Ricardo Betancur, assistente professore di biologia, insieme alla studentessa laureata in biologia Emily Troyer, e ha coinvolto collaboratori della Smithsonian Institution, University di Chicago e la George Washington University negli Stati Uniti, nonché l'Università di Torino in Italia, l'Università di Lione in Francia e il CSIRO Australia.
I ricercatori hanno scoperto che le dimensioni corporee di questi pesci sono aumentate negli ultimi cento milioni di anni in concomitanza con il graduale raffreddamento delle temperature oceaniche.
La loro scoperta aderisce a due ben note regole delle tendenze evolutive, la regola di Cope che afferma che le dimensioni del corpo dell'organismo tendono ad aumentare nel tempo evolutivo e la regola di Bergmann che afferma che le specie raggiungono dimensioni maggiori negli ambienti più freddi e dimensioni più piccole negli ambienti più caldi. Ciò che è stato meno compreso, tuttavia, è stato il modo in cui queste regole si riferiscono agli ectotermi, organismi che non possono regolare la temperatura corporea interna e dipendono dal clima esterno o ambientale.
"Le regole di Cope e Bergmann sono abbastanza ben supportate per gli endotermi o le specie a sangue caldo, come uccelli e mammiferi", ha detto Troyer. "Tuttavia, tra le specie ectotermiche, in particolare i vertebrati, queste regole tendono ad avere risultati contrastanti."
Una sfida nello studio dei pesci antichi è che ci sono pochissimi reperti fossili. Per integrare le informazioni mancanti, i ricercatori hanno combinato i dati genomici dei pesci viventi con i dati sui fossili.
"Quando osservi diversi gruppi nell'albero della vita, noterai che esiste un numero limitato di gruppi che hanno effettivamente una buona documentazione fossile, ma il più grande gruppo di pesci marini (noto come Tetraodontiformes) che include il popolare pesce palla, pesce luna oceanico e pesce scatola, è notevole in quanto ha una spettacolare documentazione paleontologica", ha detto Arcila. "Quindi, integrando questi due campi, genomica e paleontologia, siamo effettivamente in grado di portare in scena nuovi risultati che non sarai in grado di ottenere utilizzando un solo tipo di dati."
I dati genomici e fossili sono stati poi combinati con i dati sulle temperature oceaniche, che hanno dimostrato che il graduale raffreddamento del clima negli ultimi 100 milioni di anni è associato all'aumento delle dimensioni corporee dei pesci tetraodontiformi.
"Sulla base dei dati fossili, stiamo dimostrando che questi pesci sono partiti molto piccoli, ma puoi vedere che le specie viventi sono molto più grandi e quei cambiamenti sono associati alla temperatura di raffreddamento dell'oceano in questo lunghissimo periodo di tempo", Arcila disse.
Sebbene l'evoluzione dei pesci tetraodontiformi sembri conforme alle ipotesi di Cope e Bergmann, gli autori aggiungono un avvertimento sul fatto che molti più fattori potrebbero svolgere un ruolo nell'evoluzione delle dimensioni corporee dei pesci.
"È davvero emozionante vedere il supporto di queste due regole biologiche nei tetraodontiformi, poiché queste tendenze sono meno studiate tra i pesci marini rispetto alle specie terrestri", ha detto Troyer. "Senza dubbio scopriremo di più sull'evoluzione delle loro dimensioni corporee in futuro."
L'articolo è stato pubblicato negli Proceedings of the National Academy of Sciences . + Esplora ulteriormente
