Uno sguardo sull’evoluzione degli occhi complessi di lucertole e serpenti
La maggiore variazione nella morfologia di occhi e fotorecettori li contraddistingue da tutti gli altri vertebrati messi insieme e mostra l’eccezionale diversità di lucertole e serpenti (squamati). «Il finanziamento ricevuto dal programma Marie Skłodowska-Curie (MSC), mi ha permesso di studiare i collegamenti tra genoma e variazioni della struttura oculare nell’apparato visivo degli squamati», sottolinea Bruno Simoes, uno dei borsisti del progetto Evol-Eyes. Estendendo lo sguardo all’evoluzione di caratteristiche complesse nei vertebrati, Simoes ha applicato all’anatomia e alla fisiologia dell’occhio tecnologie omiche di recente sviluppo, nonché dati molecolari integrati. In particolare, egli ha affrontato tre linee di studio: il grado di flessibilità nel meccanismo genomico alla base di questi apparati visivi estremamente diversi, il loro adattamento alle transizioni ecologiche e se un apparato visivo complesso possa essere riacquistato in seguito a una perdita a livello evolutivo.
La scoperta di modelli genetici che rispecchiano nicchie ecologiche
«Alcuni risultati sono ancora in fase di elaborazione e in attesa di pubblicazione: al momento stiamo analizzando enormi quantità di dati genomici», commenta Simoes. Tuttavia, egli segnala un modello emerso durante questo progetto: l’apparato visivo degli squamati è estremamente vario e rispecchia il grande numero di nicchie ecologiche occupate da questo lignaggio. I serpenti e i gechi che hanno subito transizioni ecologiche passando dalla notturnalità (attività durante la notte) alla diurnalità (attività durante il giorno) hanno rimodellato i loro apparati visivi perdendo i geni della visione. «Tuttavia, dopo l’occupazione di nuove nicchie ecologiche si sono verificate mutazioni nella sensibilità alla luce dei pigmenti visivi responsabili della percezione dei colori, nonché mutazioni nella composizione cellulare di alcune retine di serpenti», continua Simoes. È interessante notare che persino i serpenti marini hanno sviluppato abilità sensoriali del tutto nuove, tra cui riuscire a rilevare la luce sulle proprie code per evitare la predazione.
La genetica e l’evoluzione resistono nonostante le frontiere e la necessità di finanziamento
«Ogni stato australiano possiede le proprie autorizzazioni e alcuni parchi sono gestiti in collaborazione con le comunità aborigene, rendendo questo processo burocratico», riporta il borsista. Tuttavia, grazie all’inesauribile sostegno offerto dalla sede di Adelaide, da erpetologi locali, guardie forestali aborigene e Dipartimenti dei parchi nazionali e della fauna selvatica, Simoes è riuscito a garantire tutte le autorizzazioni richieste per le ricerche sul campo. «Il progetto è inoltre diventato più ampio e costoso di quanto previsto in principio». Ciononostante, piccoli contributi finanziari dal Centro per l’ambiente dell’Università di Adelaide e l’assegnazione di una borsa di studio dal Consiglio australiano di ricerca hanno permesso al progetto di arrivare a termine, nonché di sensibilmente esteso. La ricerca di Evol-Eyes è stata in grado di includere lignaggi caratterizzati da enormi diversità ecologiche, quali gli scincidi australiani, alcune lucertole sudamericane della specie delle Gymnophthalmidae e serpenti marini. Andando avanti, «stiamo attualmente integrando altri metodi, tra cui l’ibridazione in situ, la microscopia e la scansione tomografica computerizzata per comprendere altri aspetti dell’evoluzione visiva negli squamati», aggiunge. Simoes sottolinea che la borsa di studio MSC si concentra estremamente sul rendere i propri borsisti indipendenti. «Ho acquisito indipendenza scrivendo richieste di finanziamento che hanno avuto successo e supervisionando le attività di laureandi, studenti dottorandi e assistenti di ricerca». L’organizzazione delle autorizzazioni per le ricerche sul campo, la progettazione sperimentale e il lavoro in laboratorio, oltre alla gestione dei bilanci e alla collaborazione con un’ampia rete di scienziati, hanno migliorato le competenze organizzative. La divulgazione ha incluso una partecipazione preziosa ad alcune attività di coinvolgimento pubblico nelle scuole, interviste radiofoniche e interventi in trasmissioni televisive incentrate sulla natura. Egli conclude con una nota positiva: «Avendo raggiunto un certo grado di maturità nella mia carriera di ricercatore grazie a questa borsa di studio, sono stato da allora nominato docente presso l’Università di Plymouth».
Parole chiave
Evol-Eyes, serpenti, apparato visivo, lucertole, evoluzione, occhi, squamati, vertebrati, omica
