Branchie a ioni
Fino ad oggi pensavamo che le branchie dei pesci si fossero formate per catturare l’ossigeno dall’acqua. Ma, secondo uno studio canadese pubblicato su Proceedings of the Royal Society B, si è visto che in realtà queste strutture anatomiche servono prima per lo scambio degli ioni, che per quello di ossigeno. Grazie a uno studio sperimentale su larve di trota arcobaleno, infatti, è stato possibile confutare la teoria secondo cui le branchie servano solo per introdurre ossigeno nell’organismo.
Questa teoria era stata formulata ancora negli anni Quaranta dal fisiologo e premio Nobel August Krogh. Secondo lui nel Cambriano i pesci avevano iniziato a essere grandi predatori, e con l’aumento delle dimensioni le branchie si erano sviluppate come strutture più efficienti rispetto allo scambio di gas attraverso la pelle. Peter Rombough e Clarice Fu, biologi della Brandon University di Manitoba e della British Columbia University (Canada), hanno messo le larve di trota in un acquario a due scomparti divisi, uno per testa e branchie, l’altro per corpo e coda. A distanza di 15 e 25 giorni sono stati misurati i gradienti di ioni e ossigeno nei due diversi comparti. Dopo due settimane la concentrazione di ioni (soprattutto sodio e potassio) nello scompartimento delle branchie era molto maggiore rispetto a quella della coda. Solo con la seconda misurazione si è visto che le branchie iniziavano a scambiare non più ioni, ma ossigeno. A livello evolutivo quindi è probabile che le branchie siano nate per lo scambio di ioni per affrontare la vita in acque dove la salinità cambia frequentemente. Solo in un secondo tempo, per aumentare l’efficienza in pesci grandi e più complessi, si sono specializzate nello scambio di ossigeno.
Quello che resta da capire ora è come si traduca l’evoluzione delle branchie a livello genetico, quali siano i geni coinvolti e come avvenga la loro disattivazione/attivazione. Questo nuovo studio cambia anche i valori di inquinamento da tenere sotto controllo per evitare la morte dei pesci. Se finora si è presa in considerazione soprattutto la concentrazione di ossigeno, ora si dovranno misurare anche i metalli che influenzano la presenza di ioni, per evitare la morte delle larve. Per saperne di più leggi lo studio e la news su Science.