Il pesce di ghiaccio: la creatura con l’antigelo nelle vene

Nei mari artici vive un pesce davvero particolare, non ha globuli rossi nel suo sangue ma proteine antigelo. Si tratta del pesce ghiaccio dalla pinna nera (Chaenocephalus aceratus o pesce coccodrillo) ed è un pesce appartenente alla famiglia Channichthyidae. I pesci di questa famiglia non hanno globuli rossi e sono gli unici vertebrati noti per questa caratteristica, che li rende privi di emoglobina.

Il pesce ghiaccio vive nelle gelide acque artiche, ed ha sviluppato un particolarissimo meccanismo per sopravvivere alle acque che si trovano ad una temperatura inferiore agli 0° Celsius. Per compensare la mancanza di emoglobina, i pesci ghiaccio hanno un cuore enorme ed il suo sistema vascolare produce una glicoproteina antigelo per abbassare la temperatura interna di congelamento.

Un analisi genetica per scoprire come il pesce ghiaccio si è adattato alle acque gelide

Gli scienziati stanno attualmente analizzando il genoma di questa straordinaria creatura, per scoprire come si sono evoluti questi adattamenti estremi, e perché.

Un gruppo di ricercatori dell’Istituto di Ricerca Polare della Corea, ha identificato, mediante un analisi genomica comparativa, la provenienza del sottordine dei pesci ghiaccio, Nototenoidi, dalla linea che ha portato all’origine dello spinarello, da cui si è separata circa 77 milioni di anni fa.

Circa 10/14 milioni di anni fa, l’Antartide raggiunse una temperatura di quasi -2° Celsius. In quel momento i Nototenoidi stavano iniziando a diversificarsi, sviluppando caratteristiche di resistenza e adattamento al freddo.

I risultati dello studio mostrano che i geni che sono coinvolti nelle caratteristiche che proteggono dal gelo, sono abbondantemente diffusi nel genoma del pesce ghiaccio. Tra questi sono inclusi i geni che codificano la glicoproteina antigelo e le proteine della zona pellucida dell’uovo.

Un’altra particolare caratteristica riguarda i geni che codificano gli enzimi che controllano gli stati ossidoriduttivi delle cellule. Questi geni sono espansi, probabilmente come adattamento evolutivo alle alte concentrazioni di ossigeno nelle acque fredde dell’Antartico.

Anche i ritmi circadiani del pesce ghiaccio hanno subito sostanziali modifiche. In questo pesce infatti mancano del tutto i geni che li regolano. Risulterebbero infatti un inutile spreco di energia, dato il particolare ciclo giorno-notte dell’Antartide, dove il sole non tramonta mai in Estate e non sorge mai in Inverno. Attraverso mutazioni selettive nel tempo, questi geni sono quindi probabilmente andati perduti, visto che non venivano utilizzati.

Un alto passo nella comprensione della vita in ambienti estremi

Le scoperte effettuate sui misteriosi pesci ghiaccio, ci aiuteranno ad aumentare la comprensione dei meccanismi di adattamento ad ambienti così estremi. Come hanno affermato i ricercatori coinvolti in questo studio: “il genoma del pesce ghiaccio dalla pinna nera, fornisce un elegante modello naturale per facilitare l’esplorazione dei contributi genomici ad una vasta gamma di caratteristiche evolutive, ecologiche, metaboliche, di sviluppo e biochimiche dei pesci antartici adattandosi alle temperature estreme, ad alti livelli di ossigeno e agli strani ritmi giorno-notte dell’Antartide. La disponibilità della sequenza del genoma del pesce ghiaccio, accelererà la nostra comprensione dell’adattamento ad ambienti antartici estremi”.