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L'evoluzione delle salamandre che sopravvivono senza polmoni Fonte foto: 123RF
SCIENZA

Lo strano caso delle salamandre che nascono (e respirano) senza polmoni: la scoperta

Che alcune specie di salamandre vivano e respirino senza polmoni non è un segreto, ma un nuovo studio rivela un aspetto inedito della loro evoluzione.

La famiglia delle salamandre è immensa, ma ce n’è una in particolare (quella dei Pletodontidi) con una particolarità che ancora oggi incuriosisce e interessa gli scienziati: nascono e respirano senza polmoni. Non è una novità nel mondo animale e chi ne è appassionato sa bene che ne esistono diversi, come gli anellidi terrestri e molti anfibi, che si avvalgono della cosiddetta respirazione cutanea anziché servirsi di sistemi respiratori più "classici", come quello polmonare appunto o quello branchiale, tipico dei pesci. Oggi, però, un nuovo studio è riuscito a scoprire qualcosa di inedito sulle salamandre e sul processo evolutivo di questa famiglia di anfibi.

Le salamandre che respirano senza polmoni

Tutti i Pletondontidi (Plethodontidae) sono animali privi di polmoni, che respirano interamente attraverso tessuti non polmonari (pelle e mucose di bocca e gola). Fin qui nessun segreto, visto che la scoperta della peculiarità di queste salamandre risale al Diciannovesimo secolo.

Eppure, a fronte di un chiaro processo di adattamento che ha consentito a oltre 400 specie di salamandre (divise tra America, Canada meridionale, Brasile e perfino Sardegna e nord Italia) di sopravvivere senza polmoni, "imparando" a respirare attraverso i tessuti come molti anfibi e vertebrati, d’altro canto non è mai stato chiaro quale fosse l’esatto processo evolutivo che ha portato alla totale perdita polmonare. Per gli studiosi la scoperta ha aperto inevitabilmente le porte a un altra ricerca: trovare nelle salamandre Plethodontidae un polmone vestigiale, un "abbozzo" di polmone, potremmo così definirlo.

Il residuo di un organo che in qualche modo ha avuto un accenno di sviluppo, salvo poi bloccarsi: possibile o soltanto ipotetico Negli anni Venti una studentessa di dottorato alla Cornell University, Grace Mekeel, ha effettuato il primo studio sulla struttura delle salamandre, concentrandosi in particolare sul sistema respiratorio. La Mekeel ha confrontato la morfogenesi polmonare della salamandra maculata (Ambystoma maculatum) per comprendere in cosa si discostasse dallo sviluppo dei Pletodontidi, giungendo infine a una conclusione inedita per quell’epoca: in una conferenza ha affermato che nei Pletodontidi allo stadio embrionale vi fosse un accenno di polmone, destinato a scomparire prima della schiusa delle uova.

Pletodontidi e polmoni, la nuova scoperta

Dagli anni Venti ai giorni nostri sfortunatamente della ricerca di Grace Meekel è stato tramandato ben poco. Le sue parole hanno continuato a riecheggiare nelle menti di molti studiosi, senza mai trovare l’effettiva pubblicazione: nessuno, in pratica, ha messo in atto uno studio effettivo per dimostrare quanto teorizzato dalla Meekel. Almeno fino a uno studio pubblicato su Science Advances nell’agosto 2022.

Dopo 90 anni divisi tra ricerche approssimative e un totale disinteresse sulla questione, il dottor Zachary Lewis, ricercatore presso il Dipartimento di biologia organica ed evolutiva e il Museo di zoologia comparata dell’Università di Harvard, ha messo insieme un team di ricerca per rimettere in cantiere la ricerca di Grace Meekel. Sfruttando le tecnologie oggi a nostra disposizione, come gli esami istologici e le micro-TC, i ricercatori guidati da Lewis hanno scoperto che la dottoranda aveva ragione, eccome: è vero che le salamandre della famiglia dei Pletodontidi nascono e respirano senza polmoni, ma allo stato embrionale li possiedono.

"Chiaramente le salamandre senza polmoni stanno bene senza polmoni, dato che costituiscono circa i due terzi di tutte le specie di salamandre. Forse la perdita di polmoni ha consentito, piuttosto che ostacolato, questo straordinario successo evolutivo",  ha affermato il dottor Lewis. Ma la ricerca del suo team ha scoperto molto di più: mediante l’ibridazione e il sequenziamento dell’RNA hanno dimostrato che non solo quella struttura simile a un polmone è presente negli embrioni dei Pletodontidi, ma che questi ultimi sono in grado di sviluppare cellule polmonari.

Lo studio sui Pletondontidae potrebbe far luce sulla perdita di organi in altri vertebrati e "In futuro, se questi meccanismi genetici verranno rivelati, avremo una comprensione più completa di come l’evoluzione agisce per eliminare un organo come il polmone, che è stato a lungo ritenuto fondamentale per la vita sulla Terra", ha affermato il dottor Ryan Kerney, ricercatore presso il Dipartimento di Biologia del Gettysburg College.

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