Non ho un corpo: perché le stelle marine sono solo teste striscianti

Sistema nervoso di un pipistrello più anziano (Premio Laurent Formery / Olympic / Evident Image of the Year)
Sistema nervoso di un pipistrello più anziano (Premio Laurent Formery / Olympic / Evident Image of the Year)

Dove indosserebbe un cappello una stella marina, se ne avesse uno, e come si relaziona la sua disposizione corporea con quella dei suoi parenti stretti, gli esseri umani? Tali domande hanno a lungo sconcertato gli scienziati, ma c’è una squadra pronta a farlo California credono di aver finalmente scoperto dove si trova la testa di una stella marina - e si è rivelata una completa sorpresa. 

Utilizzando strumenti genetici e molecolari avanzati, i ricercatori hanno creato un atlante 3D dell'espressione genetica delle stelle marine (il modo in cui i dati codificati in un gene vengono trasformati in una funzione) e hanno mappato le regioni del loro corpo. 

"La risposta è molto più complicata di quanto ci aspettassimo", afferma lo studioso post-dottorato Laurent Formery di Università di Stanford, autore principale dello studio, che è stato condotto nei laboratori dell'autore senior Prof Christopher Lowe presso la Stanford School of Humanities & Sciences, con Daniel S Rokhsar dell'Università di California, Berkley. 

“È semplicemente strano, e molto probabilmente l’evoluzione del gruppo è stata ancora più complicata”. Il gruppo degli echinodermi comprende non solo le stelle marine, ma anche i cetrioli di mare e i ricci di mare.

Batstar adulto (Laurent Formery)
Batstar adulto (Laurent Formery)

Inaspettato era che la “testa” di una stella marina risultasse non trovarsi in un unico posto. Invece, gli scienziati hanno rilevato regioni “simili a una testa” distribuite in tutto il suo centro e al centro di ciascun arto, con una regione simile a una coda lungo il suo perimetro. 

Poiché nessuna parte di una stella marina aveva lo schema genetico associato al tronco di un animale, sembra che le stelle marine siano meglio descritte come teste con la capacità di gattonare!

Mistero zoologico

Le stelle marine sono molto antiche ma anche strettamente imparentate con l'uomo. Iniziano la vita come uova fecondate che si schiudono in larve fluttuanti e possono andare alla deriva come plancton per mesi prima di stabilirsi sul fondo del mare. 

Stella marina: metamorfosi della larva in giovane (Laurent Formery)
Metamorfosi della larva di batstar in giovane (Laurent Formery)

A questo punto si trasformano da aventi un “piano corporeo bilaterale” simmetrico come gli umani, in adulti con una forma a stella a cinque punte, o “piano corporeo pentaradiale”.

Batstar giovanile in movimento (Laurent Formery)

"Questo è stato un mistero zoologico per secoli", afferma Lowe. “Come si può passare da un piano corporeo bilaterale a un piano pentaradiale, e come si può paragonare qualsiasi parte della stella marina al nostro piano corporeo?

“Non c’è nulla su una stella marina che possa essere anatomicamente correlato a un vertebrato. Non c’è proprio niente lì.” Decidendo di ignorare la “strana” anatomia, il team ha scelto di concentrarsi sull’analisi delle stelle marine a livello genetico e molecolare. 

Batstar (Patriria miniata) sono stati scelti perché esistevano già protocolli derivanti da precedenti ricerche scientifiche sulla specie, cosa molto comune sulla costa occidentale degli Stati Uniti dove lavora il team.

Scheletro, muscoli e sistema nervoso di un giovane pipistrello (Laurent Formery)
Scheletro, muscoli e sistema nervoso di un giovane pipistrello (Laurent Formery)

"Per prima cosa abbiamo sezionato i bracci della stella marina in fette sottili dalla punta al centro, dall'alto verso il basso e da sinistra a destra", afferma Formery. "Abbiamo usato la tomografia dell'RNA per determinare quali geni erano espressi in ciascuna fetta e poi abbiamo 'riassemblato' le fette utilizzando computer Modelli. Questo ci ha fornito una mappa 3D dell’espressione genetica”.

Un secondo metodo utilizzava un recente sviluppo tecnico chiamato on-site reazione a catena di ibridazione. Ciò ha comportato la colorazione del tessuto batstar e l'ispezione visiva dello stesso per determinare dove era espresso un gene. 

Espressione genica di Batstar (Laurent Formery)
Espressione genica di Batstar (Laurent Formery)

"Anche in recenti studi molecolari c'è un punto interrogativo vicino agli echinodermi nell'albero evolutivo, perché non sappiamo molto di loro", dice Formery. “È stato bello dimostrare che, almeno a livello molecolare, abbiamo un nuovo pezzo del puzzle che ora può essere messo sull’albero”. La ricerca del team è pubblicata in Natura.

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