Perché Nemo ha 3 strisce bianche? Biologi pesano dentro

I pesci corallini sono noti per la loro grande varietà di colori e motivi, ognuno più sorprendente dell'altro. Gli esempi includono il butterflyfish copperband (Chelmon rostratus, che ha un "occhio" nero sul suo corpo), la linguetta blu (Paracanthurus hepatus) e il pesce balestra Picasso (Rhinecanthus aculeatus), il cui nome è collegato ai motivi di colori vivaci sui lati.

Uno dei più famosi esempi di pesci corallini è il pesce pagliaccio, che ha recitato nel film animato Pixar Alla ricerca di Nemo nel 2003. Questo piccolo pesce, che vive in simbiosi con l'anemone di mare, è facilmente riconoscibile grazie al suo corpo arancio brillante e alle ampie strisce bianche.

Nonostante la popolarità e l'ampia distribuzione dei pesci corallini, non capiamo ancora perché abbiano una miriade di colori così diversi. Più precisamente, come si formano i pattern e quali sono i ruoli dei colori? Per rispondere a queste domande, un gruppo di ricerca dell'Osservatorio di Banyuls-sur-Mer (Francia) e dell'Università di Liegi (Belgio), ha deciso di studiare il pesce pagliaccio ei suoi cugini. Lo studio è stato pubblicato nell'edizione del settembre 2018 della rivista Biologia BMC.

Nemo, alias Amphiprion ocellaris, appartiene al gruppo dei pesci pagliaccio, che comprende circa 30 specie. Il loro modello di colore è caratterizzato da un colore giallo, arancione, marrone o nero con strisce bianche verticali composte da cellule che riflettono la luce chiamate iridofore.

Oltre alle altre caratteristiche fisiche, le specie di pesce pagliaccio si distinguono per il numero di strisce bianche verticali. Quindi, alcune specie non hanno strisce (Amphiprion ephippium), solo uno (Amphiprion frenatus), o solo due (Amphiprion sebae). Amphiprion ocellaris, il famoso Nemo, ha tre strisce. Cosa può spiegare la differenza nel numero di bande tra queste specie?

Contiamo le strisce

Per comprendere il meccanismo che porta alla diversità dei modelli di pigmento, abbiamo raggruppato ogni specie di pesce pagliaccio in base al loro numero di bande verticali. L'analisi genetica che integrava la storia evolutiva del pesce pagliaccio rivelava che il loro antenato comune aveva tre bande bianche, e che durante la loro diversificazione, le linee dei pesci pagliaccio persero successivamente la fascia della coda, quindi la fascia del corpo e infine la fascia della testa, dando così quattro possibili combinazioni:

• tre bande (testa, corpo e coda)
• due bande (testa e corpo)
• una fascia (testa sola)
• nessuna band.

Osservando i modelli che si sono sviluppati, è chiaro che la diversità è limitata: mentre le quattro combinazioni elencate sopra sono viste, i meccanismi biologici non consentono ad una specie di avere altre - per esempio, una singola striscia sulla coda.

E via passano il corso dell'evoluzione

Per capire perché alcune combinazioni di strisce non esistono nel pesce pagliaccio, abbiamo esaminato lo sviluppo di due specie con due diversi modelli colorati in età adulta, A. ocellaris, che ha tre strisce e A. frenatus, che ha solo una striscia, sulla sua testa.

Le strisce in A. ocellaris appaiono in un ordine ben definito durante la sua trasformazione da larva a giovane adulto - prima quello della testa, poi il corpo e infine la coda. Cioè, nell'ordine inverso che sono scomparsi per alcune specie durante il processo di evoluzione.

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Una seconda osservazione sorprendente fu quella A. frenatus mostra lo stesso sviluppo di A. ocellaris nella fase larvale, con la comparsa successiva di tre bande bianche dalla testa alla coda, mentre gli individui adulti ne hanno solo una. Queste bande vengono poi perse nell'ordine inverso che si sono evolute, dalla coda alla testa.

Questi risultati suggeriscono che la perdita cronologica delle bande durante l'evoluzione è stata limitata dalla sequenza di comparsa delle bande durante lo sviluppo e che esiste un forte legame tra filogenesi (storia evolutiva) e ontogenesi (sviluppo individuale). Ciò porta all'ipotesi che la formazione di bande sia controllata da un preciso meccanismo genetico e dipende dalla polarità antero-posteriore del pesce. Questi meccanismi devono ancora essere scoperti.

Infine, a cosa servono le strisce?

Per rispondere a questa domanda, abbiamo confrontato la diversità dei modelli di strisce bianche presenti nelle comunità di pesci pagliaccio naturali con la diversità che si riscontra nelle comunità in cui la diversità delle strisce bianche sarebbe distribuita completamente a caso. Attraverso queste simulazioni, siamo stati in grado di dimostrare che la probabilità di avere specie di pesce pagliaccio con lo stesso numero di bande nella stessa regione era molto rara.

Diversi fattori ecologici possono influenzare questa distribuzione non casuale ed è probabile che il numero di bande bianche consenta alle specie di pesci pagliaccio di riconoscersi a vicenda. Questo riconoscimento è essenziale nell'organizzazione sociale di questi pesci, che vivono tra gli anemoni in cui diverse specie possono coesistere. Ed è proprio questo riconoscimento che permette a Nemo e suo padre di ritrovarsi all'altra estremità dell'oceano - un lieto fine per tutti.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato in francese.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation di Pauline Salis, Bruno Frederich e Vincent Laudet. Leggi l'articolo originale qui.