Parentela tra coralli: come legami famigliari lontani plasmano il comportamento collettivo in specie ittiche complesse
Lo studio dell’evoluzione sociale, e in particolare quella di gruppi complessi in cui solo pochi individui si riproducono, mentre altri non lo fanno, costituisce un mistero evolutivo. Le modalità di trasmissione dei geni che promuovono la cooperazione sociale, con alcuni individui che scelgono di non accoppiarsi, non sono chiare. Tradizionalmente, quest’area di studio si è limitata ad animali terrestri come uccelli, mammiferi e insetti eusociali(si apre in una nuova finestra). La vita marina, tuttavia, e in particolare quella dei pesci marini che vivono in gruppi complessi, rappresenta un’opportunità unica per ampliare la nostra comprensione dell’evoluzione sociale.
Affascinanti organismi marini
«Alcuni pesci marini, come i gobidi(si apre in una nuova finestra) corallini e i pesci pagliaccio(si apre in una nuova finestra) che abbiamo preso in esame nel nostro studio, sono dotati di strutture di gruppo complesse e particolarmente affascinanti. All’interno di questi gruppi esiste una sola coppia riproduttiva, con molti subordinati che non si riproducono», osserva Theresa Rueger, ricercatrice presso l’Università di Exeter e coordinatrice del progetto SoEvoFish, finanziato dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie(si apre in una nuova finestra). «Questi pesci sviluppano inoltre un rapporto mutualistico con i coralli e gli anemoni in cui abitano. I loro gruppi sono diversi dalle strutture sociali convenzionali orientate alla famiglia osservabili negli animali terrestri, soprattutto perché i pesci marini attraversano una fase larvale dispersiva che determina la rottura dei legami familiari», aggiunge Rueger. Ciò significa che, prima di stabilirsi su una barriera corallina, queste specie ittiche viaggiano per lunghe distanze, implicando la possibilità che non si installino in prossimità di un loro parente stretto.
Intricate strutture sociali e legami simbiotici
L’obiettivo di SoEvoFish era quello di sviluppare un nuovo modello per comprendere l’evoluzione sociale di queste creature marine. A tal fine, il progetto si è proposto di verificare l’ipotesi della selezione parentale(si apre in una nuova finestra) attraverso analisi genetiche e osservazioni della loro relazione con gli ospiti mutualistici effettuate mediante esperimenti sul campo a lungo termine. Prima di dover subire gli effetti dirompenti della pandemia, i membri del progetto sono riusciti a completare il loro primo viaggio sul campo nell’ottobre 2019, raccogliendo campioni genetici da analizzare, sia di gobidi che di pesci pagliaccio. I risultati sono stati affascinanti. «Sulla base di quanto abbiamo scoperto, i pesci che vivevano nello stesso gruppo avevano rapporti di parentela più ravvicinati rispetto a quelli della popolazione più ampia. Non si trattava di parenti stretti, analogamente a dei fratelli, ma piuttosto di parenti lontani, simili a cugini di secondo grado», evidenzia Rueger. «Questa scoperta inaspettata suggerisce la possibilità che la parentela lontana influenzi potenzialmente l’evoluzione della vita di gruppo tra queste specie». I membri del progetto hanno inoltre condotto un esperimento di laboratorio, in collaborazione con il prof. Peter Buston della Boston University, avvalendosi di pesci pagliaccio e anemoni. Il team ha osservato che i pesci allevati su anemoni di maggiori dimensioni crescevano più velocemente. Questo dato suggerisce una spiegazione plausibile per la vita di gruppo: i riproduttori dominanti potrebbero tollerare i non riproduttori subordinati in quanto gruppi di pesci più numerosi determinano la presenza di anemoni di maggiori dimensioni che, a loro volta, favoriscono una crescita e una riproduzione più rapida tra i pesci riproduttori. «In sostanza, i subordinati sono parenti lontani che alla fine erediteranno il territorio in cui risiedono», afferma Rueger. Attualmente, il team del progetto sta conducendo un esperimento di follow-up sul campo in Papua Nuova Guinea per convalidare questi risultati nell’ambiente naturale di questi pesci. Al tempo stesso, durante il lockdown, i ricercatori hanno collaborato con alcuni scienziati australiani specializzati in studi marini per esaminare lo stato attuale delle conoscenze sull’evoluzione sociale nei pesci di mare. La loro analisi, che è stata ben accolta dalla critica, delinea il lavoro futuro necessario per svelare questi enigmi evolutivi.
Un modello di riferimento sul mutualismo per tutti gli animali
SoEvoFish ha compiuto progressi significativi verso il raggiungimento dell’obiettivo di svelare i meccanismi alla base dell’evoluzione sociale, consentendoci di avvicinarci a un quadro universalmente applicabile a tutti i vertebrati in società complesse. In futuro, i ricercatori utilizzeranno modelli matematici per creare un quadro di evoluzione sociale che sia in grado di includere i partner mutualistici. «Questa operazione estenderà la rilevanza del nostro lavoro a tutti gli animali in stretta relazione mutualistica, e non solo ai nostri organismi modello», conclude Rueger.
