La curiosità: fondamentale driver dell'adattamento animale

Il modo in cui gli animali rispondono a stimoli sconosciuti o nuovi rappresenta un aspetto fondamentale per la loro fitness. Le loro reazioni quando si trovano in un nuovo ambiente o interagiscono con nuovi predatori, potenziali partner o concorrenti, e risorse alimentari possono avere un impatto significativo sulla loro sopravvivenza e riproduzione. Ciò implica che risposte comportamentali diverse possono essere favorire in contesti ecologici diversi. In particolare, tra le varie tipologie di comportamento che un animale può manifestare, si inserisce la curiosità. Quest'ultima costituisce un tratto critico della personalità che influenza l'adattamento e la sopravvivenza degli animali.

Questo aspetto caratteriale è stato recentemente esaminato in una ricerca i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science. Il luogo di studio è il Lago Tanganica, specchio d'acqua situato nel cuore dell'Africa, che funge da laboratorio naturale dove è possibile studiare l'ampia biodiversità presente. Nel lago, si trovano numerose specie di ciclidi che si distinguono per una straordinaria varietà di forme, diete, habitat e colorazioni. Questa vasta gamma di caratteristiche consente loro di adattarsi e specializzarsi in diversi ruoli ecologici all'interno dello stesso ambiente lacustre. Poiché si sospettava da tempo che anche la curiosità svolgesse un ruolo nella formazione di nuove specie e quindi nella biodiversità, un team di ricercatori, guidato dal professor Walter Salisburgo dell'Università di Basilea, ha studiato questi pesci per esplorare il ruolo delle differenze comportamentali nell'adattamento alle diverse nicchie ecologiche.

Per un totale di nove mesi, la prima autrice, la Dott.ssa Carolin Sommer-Trembo, ha registrato il "comportamento esplorativo" di 57 diverse specie di ciclidi lungo le sponde meridionali del Lago Tanganica. A tal fine, la zoologa ha effettuato registrazioni video di come i circa 700 ciclidi catturati nel lago si comportavano una volta spostati in un nuovo ambiente (grandi vasche sperimentali). Dopo la parte sperimentale che le ha permesso di raccogliere tutti i dati necessari, i pesci sono stati rilasciati nel loro ambiente naturale presso il luogo specifico di cattura.

La ricercatrice ha analizzato ogni singolo video per valutare come ciascuna specie si fosse adattata a questi nuovi ambienti. In particolare, ha determinato quali fossero le aree dello stagno sperimentale esplorate da ogni pesce nell’arco di 15 minuti. Ha dedotto, così, che nel complesso sono state osservate grandi differenze nel comportamento esplorativo tra le diverse specie di pesci. Ciò evidenzia una forte connessione tra comportamento, preferenza dell’habitat e tratti fisici. In particolare, infatti, è emerso che i ciclidi più grandi trovati più vicini alle coste hanno mostrato maggiore curiosità rispetto alle loro controparti più longilinee trovate in acque aperte.

E’ evidente, quindi, che vi siano delle nette differenze tra le diverse specie di pesci al livello comportamentale e, di conseguenza, adattativo. Tuttavia, la genetica che si trova alla base della variazione adattativa del comportamento è in generale poco conosciuta. Per colmare questa lacuna, nello studio è stata condotta un'analisi genetica mirata a comprendere le differenze comportamentali osservate nei ciclidi. Il gruppo di ricerca ha collaborato con il dottor Milan Malinsky dell'Università di Berna per sviluppare un nuovo metodo di analisi genomica che ha consentito loro di confrontare i dati tra diverse specie.

Grazie all’utilizzo di questa nuova metodologia, i ricercatori hanno identificato una variante genetica nel genoma dei ciclidi che mostrava una correlazione quasi perfetta con il comportamento esplorativo. In particolare, hanno osservato che è presente uno SNP (Polimorfismo a Singolo Nucleotide) per cui specie con una "T" (timina) in questa zona genomica manifestano una particolare curiosità. Al contrario, quelle con una "C" (citosina) mostrano un comportamento meno esplorativo. Inoltre, utilizzando una tecnologia di editing genetico avanzata, i ricercatori sono stati in grado di indurre mutazioni in questa specifica regione del DNA, aumentando così la curiosità dei ciclidi. Il team ha anche utilizzato l'intelligenza artificiale per ottenere informazioni predittive sui comportamenti esplorativi delle specie di ciclidi non precedentemente studiate.

È interessante notare che la variante genetica identificata si trova vicino al gene cacng5b che è presente anche in altri vertebrati, compreso l'uomo. La particolarità di questo gene risiede nel fatto che è associato a condizioni neurologiche e psichiatriche, come la schizofrenia e i disturbi bipolari che possono, a loro volta, essere correlati ai disturbi della personalità. Ciò significa che i risultati di questa ricerca si spingono oltre i confini del Lago Tanganica in quanto potrebbero essere utili anche nell’ambito della salute umana.

I pesci ciclidi sono un gruppo notevolmente diversificato di pesci d'acqua dolce che presenti principalmente nelle regioni tropicali dell'Africa e dell'America centrale e meridionale. In particolar modo, si pensa che l’insieme fenotipicamente più diversificato di ciclidi al mondo si trovi proprio nel Lago Tanganica il più antico dei grandi laghi dell'Africa orientale, nonché il più grande specchio d'acqua dolce dell'Africa al livello di volume d’acqua (32.600 km 2 con una profondità massima di 1470 m). Nonostante ciò, conquista la terza posizione in quanto a ricchezza di specie posizionandosi dopo i laghi Malawi e Vittoria. La straordinaria ricchezza di specie di questi laghi è spesso il prodotto di radiazioni adattative intralacustri, nel corso delle quali un antenato comune si diversifica rapidamente in nuove specie, fenotipicamente distinte, che occupano determinate nicchie ecologiche. Ecco perché questi luoghi ospitano una grandissima varietà di pesci ciclidi e non solo.

La diversità fisica dei ciclidi è stupefacente: le loro dimensioni variano notevolmente, da pochi centimetri a oltre 30 centimetri di lunghezza. I loro corpi possono essere snelli e allungati o corti e tozzi, adattati a diversi tipi di flusso d'acqua e pressioni di predazione. La colorazione dei ciclidi è altrettanto variegata e spesso svolge un ruolo significativo nei rituali di accoppiamento. I colori vivaci, infatti, possono attrarre compagni o intimidire i rivali. Ma non è finita qui: questi animali manifestano una vasta gamma di comportamenti distinti. Alcune specie, ad esempio, sono rinomate per le loro complesse danze di corteggiamento e per i loro elaborati comportamenti riproduttivi, inclusa la cova tramite bocca, in cui la femmina o talvolta anche il maschio portano le uova fecondate in bocca per proteggerle fino alla schiusa. Altri hanno sviluppato strategie di alimentazione uniche come la raschiatura delle alghe o l'apertura delle conchiglie.

Nonostante la loro notevole adattabilità, molte specie di ciclidi sono minacciate dai cambiamenti ambientali, quali l’inquinamento, la perdita di habitat e l'introduzione di specie non autoctone. Considerando l'ampia varietà di specie esistenti e le diverse nicchie che esse occupano, la presenza di questi pesci assume un'importanza ecologica significativa. Inoltre, sono un gruppo modello chiave per gli studi di biologia evoluzionistica, specialmente per la comprensione del processo di speciazione, tramite il quale si sviluppano nuove specie. I loro rapidi tassi di speciazione e le varie forme di adattamento li rendono ideali per l'indagine sull'evoluzione genetica, ecologica e comportamentale. Nel complesso, i ciclidi non solo contribuiscono in modo significativo alla biodiversità dei loro habitat nativi, ma forniscono anche preziose informazioni sui processi evolutivi che guidano la diversità della vita sulla Terra.