Embrioni di killifish: I killifish sono un tipo di pesce d'acqua dolce che si trova in corpi d'acqua temporanei, come stagni effimeri e pozzanghere, che tendono a seccarsi. Per sopravvivere in questi ambienti difficili, i killifish hanno sviluppato un notevole adattamento:i loro embrioni possono entrare in uno stato di animazione sospesa, o diapausa, che consente loro di sopravvivere per lunghi periodi di tempo senza cibo né acqua.

Diapausa embrionale: Quando l'acqua nel loro habitat inizia a prosciugarsi, i killifish depongono le uova nel fango umido o nella sabbia. Queste uova sono ricoperte da un guscio protettivo che aiuta a prevenire la perdita di acqua e l'essiccazione. All'interno degli ovuli, gli embrioni entrano in uno stato di diapausa, durante il quale il loro tasso metabolico e il consumo di ossigeno sono notevolmente ridotti. Ciò consente loro di sopravvivere per lunghi periodi di tempo, a volte fino a 8 mesi, fino al ritorno dell'acqua.

Reidratazione e sviluppo: Quando il livello dell’acqua torna a salire, gli embrioni si reidratano e riprendono il loro sviluppo. Si schiudono in avannotti completamente formati che possono iniziare a nutrirsi e crescere. Questo adattamento consente ai killifish di sopravvivere in ambienti difficili e garantisce la continuazione della loro specie, anche in condizioni di siccità estrema.

Ecco una spiegazione più dettagliata del processo di diapausa embrionale nei killifish:

1. Segnali ambientali: Gli embrioni di killifish entrano in diapausa in risposta a segnali ambientali, come la diminuzione del livello dell’acqua o i cambiamenti di temperatura. Questi segnali innescano la produzione di ormoni che avviano il processo di diapausa.

2. Rallentamento metabolico: Una volta iniziata la diapausa, il tasso metabolico dell'embrione rallenta in modo significativo. Ciò si ottiene riducendo l’attività di alcuni enzimi e proteine ​​coinvolti nella produzione di energia e nella crescita. Anche la frequenza cardiaca e la respirazione dell'embrione rallentano e l'embrione entra in uno stato di dormienza.

3. Prevenzione della perdita d'acqua: Il guscio dell'embrione svolge un ruolo cruciale nel prevenire la perdita di acqua durante la diapausa. Il guscio è costituito da un materiale a base proteica impermeabile all'acqua e all'ossigeno. Ciò impedisce all'embrione di seccarsi e gli consente di sopravvivere in uno stato disidratato.

4. Riserve energetiche: Prima di entrare in diapausa, l’embrione immagazzina riserve energetiche sotto forma di tuorlo. Questo tuorlo fornisce all'embrione i nutrienti di cui ha bisogno per sopravvivere durante il periodo di diapausa.

5. Cambiamenti nell'espressione genica: La diapausa è accompagnata anche da cambiamenti nell’espressione genica. Vengono attivati ​​alcuni geni che promuovono la sopravvivenza dell'embrione durante la diapausa, mentre altri vengono sottoregolati per risparmiare energia.

6. Reidratazione e schiusa: Quando il livello dell'acqua torna a salire, il guscio dell'embrione assorbe acqua e l'embrione si reidrata. Ciò innesca la ripresa dell’attività metabolica e della crescita. L'embrione si schiude in un avannotto completamente formato che può iniziare a nutrirsi e crescere.

La capacità degli embrioni di killifish di entrare in diapausa è un notevole adattamento che consente a questi pesci di sopravvivere in ambienti estremi e garantisce la continuazione della loro specie.