I pesci delle caverne hanno evidenti adattamenti come occhi mancanti e colori pallidi che dimostrano come si sono evoluti nel corso dei millenni in un mondo sotterraneo oscuro.

Ora i ricercatori dell'Università di Cincinnati affermano che questi incredibili pesci hanno una fisiologia altrettanto notevole che li aiuta a far fronte a un ambiente a basso contenuto di ossigeno che ucciderebbe altre specie.

I biologi del College of Arts and Sciences della UC hanno scoperto che i pesci delle caverne messicani producono più emoglobina attraverso i globuli rossi che sono molto più grandi rispetto a quelli dei pesci che vivono in superficie. L'emoglobina aiuta il corpo a trasportare ossigeno e anidride carbonica tra le cellule e gli organi di un pesce e le sue branchie.

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Scientific Reports . Dimostra quanto c'è ancora da imparare sugli animali che hanno incuriosito i biologi per 200 anni.

"Sono stato affascinato da questi pesci per molto tempo", ha detto il professore associato della UC Joshua Gross.

Il pesce delle caverne si è evoluto nelle caverne di tutto il mondo. La specie esaminata dai biologi dell'UC, Astyanax mexicanus, si è discostata solo 20.000 anni fa dai pesci di superficie che si trovano ancora nei torrenti vicini nella Sierra de El Abra, in Messico.

I pesci caverna sono rosa pallido e quasi traslucidi rispetto alle loro controparti argentate in superficie. Mentre i pesci delle caverne hanno il profilo più debole delle orbite vestigiali, i tetra di superficie hanno enormi occhi rotondi che danno loro un'espressione perennemente sorpresa.

Nonostante le loro ovvie differenze fisiche, i due pesci sono considerati da molti come membri della stessa specie, ha detto Gross.

"A differenza dei fringuelli di Charles Darwin nelle Galapagos, che sono separati a livello di specie, sia il pesce delle caverne che il pesce di superficie sono considerati membri della stessa specie e possono incrociarsi", ha affermato.

Ciò li rende un buon sistema modello per i biologi per studiare gli adattamenti evolutivi e genetici, ha affermato Gross.

Gross e i suoi studenti hanno imparato molto su questi pesci enigmatici nel corso degli anni. Hanno scoperto che il cranio del pesce è asimmetrico, il che potrebbe essere un adattamento per navigare in un mondo senza segnali visivi. E hanno identificato il gene responsabile del colore pallido spettrale del pesce. È lo stesso gene responsabile del colore dei capelli rossi nelle persone.

Altri scienziati hanno riferito che i pesci delle caverne dormono meno dei pesci di superficie.

Per l'ultimo studio, gli studenti di biologia di Gross e UC Jessica Friedman e Tyler Boggs, l'autore principale dello studio, hanno esaminato l'emoglobina nel sangue dei pesci delle caverne per vedere se potrebbe spiegare come sopravvivono all'ambiente a basso contenuto di ossigeno delle profonde grotte sotterranee. Lo studio dell'UC ha esaminato i pesci delle caverne di tre popolazioni nelle grotte messicane chiamate Chica, Tinaja e Pachón.

Mentre i flussi di superficie in rapido movimento sono saturi di ossigeno, i pesci delle caverne vivono in caverne profonde dove l'acqua stagnante rimane indisturbata per lunghi periodi. Gli studi hanno scoperto che alcune di queste piscine in piedi hanno molto meno ossigeno disciolto rispetto alle acque superficiali.

"Si muovono continuamente, ma hanno scarso accesso alla nutrizione", ha detto Boggs. "È un paradosso. Stanno consumando tutta questa energia. Da dove viene?"

I campioni di sangue hanno rivelato che i pesci delle caverne hanno più emoglobina dei pesci di superficie. I ricercatori dell'UC hanno ipotizzato che il pesce delle caverne dovesse avere un ematocrito più elevato, una misura clinica del contributo relativo dei globuli rossi nel sangue intero.

Questi ricercatori si aspettavano di trovare più globuli rossi nei pesci delle caverne, "Ma erano praticamente gli stessi", ha detto Gross. "Non siamo riusciti a capire cosa stesse succedendo."

I biologi dell'UC hanno esaminato i globuli rossi di entrambi i pesci e hanno scoperto che quelli del pesce delle caverne sono molto più grandi in confronto.

"Quella differenza di dimensioni spiega in gran parte le differenze di ematocrito", ha detto Gross. "Sappiamo molto poco sul meccanismo della dimensione cellulare nell'evoluzione, quindi questa scoperta è qualcosa su cui potremmo capitalizzare per ottenere informazioni su come gli animali evolvono un'elevata capacità di emoglobina".

Gross ha detto che l'emoglobina elevata potrebbe consentire ai pesci delle caverne di foraggiare più a lungo in un ambiente a basso contenuto di ossigeno. Spesso i pesci delle caverne devono lavorare di più per trovare cibo limitato disponibile nelle caverne.

Boggs ha detto che gli scienziati sono molto interessati al modo in cui i pesci traggono ossigeno dall'acqua. A causa del cambiamento climatico e dello sviluppo umano, i sistemi marini stanno assistendo a più disastri ecologici come maree rosse, fioriture di alghe che creano ambienti a basso contenuto di ossigeno che spesso portano a massicce uccisioni di pesci.

"C'è molta rilevanza ecologica qui", ha detto. "Sta accadendo in ambienti di acqua dolce, ambienti di acqua salata. I ricercatori stanno cercando di richiamare l'attenzione su questo terribile problema".