Scoprire la genetica degli effetti della luna sulla vita marina
La luna esercita una grande influenza sulla vita sulla Terra. Molti organismi marini, tra cui pesci, alghe e coralli, scandiscono la loro vita al ritmo della luna. Le indicazioni lunari possono agire direttamente o attraverso la sincronizzazione di orologi mensili, «circalunari», che funzionano come calendari interni inconsci e controllano processi chiave legati alla riproduzione. Molti organismi marini si fecondano esternamente, il che significa che la riproduzione deve essere sincronizzata con la stessa ora e lo stesso giorno, il che dipende dalla luna. Ciò si traduce spesso in spettacolari eventi di riproduzione di massa in tutto l’oceano, notati anche dagli antichi pescatori. «Il tempo lunare è un indizio ambientale molto importante su cui gli organismi possono fare affidamento», spiega Kristin Tessmar-Raible, ricercatrice presso il Alfred Wegener Institute(si apre in una nuova finestra) e docente di cronobiologia presso la Università di Vienna(si apre in una nuova finestra) e cronobiologia marina presso l’Università di Oldenburg(si apre in una nuova finestra). «È stato presente fin dall’origine della vita». Tuttavia, sappiamo ancora poco su come gli organismi rispondano esattamente a questi segnali lunari a livello genetico. Attraverso il progetto Mari.Time finanziato dal Consiglio europeo della ricerca(si apre in una nuova finestra), l’autrice e i suoi colleghi hanno studiato ulteriormente l’influenza dei geni e dell’ambiente sull’orologio circalunare, hanno identificato le molecole che svolgono un ruolo chiave e hanno testato in natura i risultati ottenuti in laboratorio.
Esplorare i ritmi lunari dei policheti marini
La ricerca ha comportato l’interruzione di geni specifici nel polichete marino (Platynereis dumerilii), in particolare dei fotorecettori (cellule nervose che rilevano la luce) e dei geni dell’orologio circadiano, che si spengono e si accendono a seconda dell’ora del giorno. Hanno poi verificato come queste interruzioni influenzassero i ritmi molecolari e comportamentali dei policheti, sia quelli circadiani (giornalieri) che quelli circalunari (mensili). Una quantità significativa di lavoro, compresi gli studi sulle interazioni proteiche, è stata dedicata alla comprensione del modo in cui i fotorecettori inviano i segnali all’interno della cellula, utilizzando metodi biochimici. Il progetto ha anche esplorato l’impatto della luce naturale rispetto a quella artificiale, progettando dispositivi di illuminazione specifici che imitano entrambe le fonti. Hanno poi testato come i policheti possono impostare il loro calendario interno, confrontando gli organismi selvatici con quelli con i fotorecettori eliminati.
Scoprire i meccanismi alla base degli orologi circalunari
Il primo risultato importante è stato quello di trovare una spiegazione molecolare meccanicistica del modo in cui la luce del sole e quella della luna vengono discriminate e di come i vermi decodificano la durata della luce lunare. Coerentemente con il lavoro degli anni sessanta del secolo scorso, hanno scoperto che i policheti sincronizzano il loro calendario interno con la luna piena, la cui luce ha la durata più lunga nel cielo notturno. Il team ha anche iniziato a scoprire un meccanismo che spiega come la luce lunare e l’orologio circalunare possano influire sulla tempistica giornaliera e ha confermato le precedenti scoperte secondo cui l’orologio circadiano non è necessario per il funzionamento dell’orologio circalunare stesso.
Potenziali influenze sul ciclo riproduttivo umano
La ricercatrice ritiene che il lavoro possa anche aiutare a comprendere meglio il ciclo riproduttivo femminile umano, i cui tempi mensili non sono ancora del tutto noti. «Questo dato è piuttosto rilevante, dato che circa il 50 % di tutte le donne sperimenta irregolarità del ciclo mestruale nel corso della vita, che spesso portano a problemi di fertilità». Il team ha solo iniziato a scalfire la superficie di questo settore emergente della scienza. Ulteriori lavori contribuiranno a chiarire il meccanismo dell’orologio mensile e la sua evoluzione, nonché l’esatto ruolo della luce lunare. «Abbiamo i primi pezzi del puzzle, ma abbiamo ancora bisogno di altri “pezzi del puzzle della conoscenza” per vedere il quadro emergente», afferma l’esperta.
