La deposizione delle uova è stata la scelta preferita delle lumache per milioni di anni, ma a un certo punto negli ultimi 100.000, un gruppo di lumache marine ha abbandonato le uova in favore della nascita della prole.
In termini evolutivi, il cambiamento è avvenuto in un batter d’occhio e gli scienziati hanno ora scoperto che è stato causato da circa 50 cambiamenti genetici. La rara opportunità di studiare l’architettura genetica di un cambiamento evolutivo ha rivelato che il segreto non è fare un grande salto in avanti, ma è il susseguirsi di molti cambiamenti graduali.
L’importanza dell’evoluzione delle lumache marine
Il fatto che la Littorina saxatilis sia una lumaca viva è l’unica caratteristica evidente che la separa dalle sue vicine deposterie perché mostra un’ampia varietà di tipi di conchiglie e habitat. Questo potrebbe spiegare perché è una delle creature più erroneamente identificate sul pianeta, avendo ricevuto nomi di nuove specie e sottospecie più di 100 volte.
Per avere un’idea migliore di ciò che distingue queste lumache marine a livello genetico, un team di ricercatori guidati da Sean Stankowski dell’Istituto di Scienza e Tecnologia Austria (ISTA) ha esaminato l’albero genealogico della L. saxatilis e dei suoi avi utilizzando sequenze del genoma.
Questa intuizione ha rivelato che la capacità di dare alla luce piccoli vivi è stata collegata a 50 cambiamenti genetici sparsi nel genoma delle lumache e la loro identificazione è stata resa più semplice a causa del grado di incrocio tra le lumache dell’areale di L. saxatilis, che può portare allo scambio tra specie.
“In questo caso, è ciò che ci dà la possibilità di trovare i geni coinvolti nell’evoluzione degli organismi viventi, perché il background genetico è stato confuso da tutti questi incroci“, ha dichiarato il Professor Roger Butlin della Scuola di Bioscienze dell’Università di Sheffield.
Ripercorrendo la ricchezza di informazioni genetiche è stato rivelato che i piccoli cuccioli vivi nelle lumache marine sono emersi gradualmente nel corso degli ultimi 100.000 anni man mano che si sono susseguite una serie di mutazioni. Tuttavia, non sappiamo ancora quali di questi cambiamenti incrementali siano stati fondamentali nel sorprendente cambiamento nella strategia riproduttiva.
“Tutti i 50 step evolutivi sono presenti insieme in tutte le lumache vivipari, quindi sembra che molti sono necessari per la riproduzione, ma alcuni di loro, pensiamo, sono probabilmente responsabili di altre cose legate alla riproduzione, come il passaggio alla riproduzione tutto l’anno invece di riprodursi solo in una stagione“.
“Per quanto riguarda il motivo per il quale si è verificato il cambiamento nella riproduzione, è possibile che il passaggio dalla deposizione delle uova all’allevamento di prole viva possa portare benefici a queste lumache rendendo i loro piccoli meno suscettibili all’essiccamento, allo schiacciamento o alla predazione prima che abbiano la possibilità di schiudersi“.
“L’investimento extra nella prole avrebbe quasi certamente posto nuove esigenze all’anatomia, alla fisiologia e al sistema immunitario delle lumache“, ha spiegato Stankowski: “Molte delle regioni genomiche che abbiamo identificato sono probabilmente coinvolte nella risposta a questo tipo di evoluzione”.
Comprendere come grandi cambiamenti come questo avvengano nell’evoluzione è qualcosa che raramente abbiamo l’opportunità di esaminare poiché avviene così lentamente e attraverso un’ampia gamma di specie, molte delle quali sono estinte.
Il team dell’Università di Sheffield afferma che questo raro esempio di studio dell’architettura genetica del cambiamento evolutivo delle lumache marine dimostra che le innovazioni rivoluzionarie avvengono attraverso passaggi incrementali: non è necessario un salto genetico importante per stabilire nuove funzioni sorprendenti.
Questo non solo ci insegna alcuni dei grandi cambiamenti evolutivi del passato, come il modo in cui le piume hanno portato al volo, ma può anche darci un’idea di come potrebbero verificarsi cambiamenti futuri in risposta a cose come il cambiamento climatico, e quali specie sono difficilmente riuscirà ad adattare la regolazione termica necessaria per sopravvivere.
“Scoprendo e studiando il recente cambiamento evolutivo nel modo in cui le lumache marine partoriscono, siamo ora in grado di comprendere questi importanti cambiamenti e applicare i nostri metodi a molti altri cambiamenti evolutivi“, ha affermato Butlin.
“I nostri risultati cambieranno il modo in cui i biologi vedono le principali transizioni evolutive, spostando l’attenzione dai grandi balzi nell’evoluzione alla comprensione dei benefici progressivi dei piccoli passi evolutivi. Aiuteranno anche gli altri ad analizzare le basi genetiche e storiche di altri tratti adattativi, il che è importante quando molti organismi sono costretti ad adattarsi rapidamente a un mondo in cambiamento”.
