La metamorfosi, quella profonda trasformazione che permette ad alcuni animali di passare da un habitat all’altro, ad esempio da un ambiente acquatico a uno terrestre, è generalmente vista in termini di benefici. Un team di ricercatori dell’Università di Liegi ha ora dimostrato che essa comporta anche un costo diretto e immediato per gli individui che la subiscono, un costo che varia in base al sesso e che potrebbe influenzare i compromessi evolutivi a lungo termine. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista BMC Biology .
Pedomorfosi nel tritone palmato
In molte specie di anfibi, alcuni individui mantengono le branchie e lo stile di vita acquatico fino all’età adulta senza mai subire la metamorfosi; questo fenomeno è noto come pedomorfosi. Nel tritone palmato (Lissotriton helveticus), questo processo è facoltativo: a seconda delle condizioni ambientali, un singolo individuo può rimanere allo stato pedomorfo o subire la metamorfosi.
Questa plasticità lo rende un modello ideale per studiare le conseguenze dirette della metamorfosi, poiché è possibile confrontare individui nella stessa fase del loro ciclo vitale (adulti riproduttivi) a seconda che subiscano o meno questa transizione.
Un modello unico per il confronto
Il team guidato dal Prof. Mathieu Denoël, direttore del Laboratorio di Ecologia e Conservazione degli Anfibi (LECA) dell’Università di Liegi, ha sfruttato le eccezionali proprietà del tritone palmato (Lissotriton helveticus).
“In questa specie, gli adulti pedomorfi , che possiedono branchie e sono in grado di riprodursi, possono ancora, in determinate condizioni, subire la metamorfosi”, spiega Denoël. “Questa caratteristica unica ci permette di confrontare individui allo stesso stadio biologico a seconda che subiscano o meno la metamorfosi, evitando al contempo i fattori confondenti associati allo sviluppo riproduttivo che si presenterebbero studiando le forme larvali. In questo caso, gli individui sono già adulti e in grado di riprodursi, il che ci consente di isolare il costo diretto della metamorfosi.”
Configurazione sperimentale e perdita di peso
Ottanta tritoni pedomorfi adulti sono stati posti in condizioni sperimentali variabili per livello e temperatura dell’acqua, al fine di indurre o prevenire la metamorfosi e riprodurre così le variazioni ambientali osservate nell’ambiente naturale. Il loro peso è stato monitorato individualmente per 85 giorni.
“I risultati sono piuttosto chiari”, continua il ricercatore, “tutti gli individui che hanno completato la metamorfosi hanno perso una quantità significativa di peso, mentre quelli che sono rimasti pedomorfi non hanno subito alcuna perdita di peso netta.”
Questa perdita di massa non può essere spiegata unicamente da cambiamenti fisiologici interni; anche i tritoni che si avvicinano alla metamorfosi riducono l’assunzione di cibo, persino quando il cibo è disponibile in abbondanza. Il processo di trasformazione comporta quindi sia una dispendiosa riorganizzazione corporea sia una riduzione dell’apporto energetico.
Differenze di genere e rischi climatici
Lo studio ha inoltre evidenziato differenze significative tra maschi e femmine. Le femmine iniziano a perdere peso prima, ne perdono di più e completano la metamorfosi più tardi. Questi risultati gettano ulteriore luce sull’ipotesi della “fuga maschile”.
“Se nelle popolazioni naturali si osserva più frequentemente che i maschi subiscono la metamorfosi, è probabile che ciò sia dovuto in parte al fatto che questa transizione comporta per loro un dispendio energetico proporzionalmente inferiore. Tenere conto del sesso degli individui è fondamentale per comprendere le loro traiettorie di sviluppo e l’ecologia delle popolazioni”, spiega il ricercatore.
Questi risultati assumono un significato ancora maggiore alla luce degli attuali cambiamenti climatici. Il progressivo prosciugamento delle zone umide poco profonde, aggravato dalla siccità, sta spingendo un numero sempre maggiore di individui a metamorfosarsi. Tuttavia, così facendo, perdono le loro riserve energetiche, il che potrebbe compromettere il loro successo riproduttivo nella stagione successiva.
Lo studio auspica pertanto che il costo della transizione stessa venga incorporato nei modelli evolutivi che valutano i compromessi tra vita acquatica e terrestre, e più in generale nelle analisi dell’impatto dei cambiamenti globali sulle popolazioni di anfibi.
La metamorfosi è un evento chiave nel ciclo vitale di molti organismi, inclusi gli anfibi, poiché può comportare bruschi cambiamenti nella morfologia e nell’habitat. Tuttavia, la metamorfosi può anche essere aggirata da processi pedomorfici che consentono la riproduzione allo stadio larvale. L’evoluzione di questi processi di sviluppo alternativi dipende dai vantaggi della vita negli ambienti larvali e adulti, nonché dal costo della transizione. Studi precedenti sul costo della metamorfosi si sono concentrati sullo stadio larvale, che è ancora soggetto al raggiungimento di una soglia minima di dimensioni e alla crescita fino all’età adulta. Pertanto, le specie pedomorfiche facoltative potrebbero essere modelli preziosi per testare i costi diretti della metamorfosi. Questo perché i pedomorfi facoltativi sono adulti sessualmente dimorfici capaci di metamorfosi.
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