Meduse, coralli e anemoni di mare hanno corpi molto diversi ma tutti cadono sullo stesso grande ramo nell'albero genealogico animale. Le meduse in realtà iniziano ancorate al fondo del mare, proprio come coralli e anemoni.
I ricercatori dell'Istituto di Okinawa dell'Università di Scienza e Tecnologia (OIST) hanno scoperto di recente quali geni permettono alle meduse di progredire da questo stadio stazionario e nuotare attraverso il mare.
All'inizio del loro ciclo vitale, le meduse si sviluppano da larve a polipi, strutture immobili radicate nel sedimento. Anemoni e coralli trascorrono le loro vite in questo stato, che gli è valso il nome di anthozoa o "animali fiore", in greco. Le meduse si distinguono dagli antozoi per essere in grado di svilupparsi da polipo a medusa.
Un nuovo studio, pubblicato in Nature Ecology & Evolution, descrive i genomi di due specie di meduse e ha studiato il motivo per cui alcune creature possono entrare nello stadio medusa mentre altre rimangono congelate a quello di polipi.
Genomi di meduse appena decodificate
Ricercatori provenienti da Giappone e Germania, hanno confrontato i genomi della medusa quadrifoglio (Aurelia aurita) e della medusa gigante (Morbakka virulenta).
In giappone, queste specie sono conosciute rispettivamente come "medusa d'acqua" e "medusa di fuoco". La medusa di fuoco è altamente velenosa e deve il suo nome alle sue punture dolorose e brucianti.
Quando una medusa esce dallo stadio di polipo e lascia il fondale sabbioso, diversi geni si attivano per guidare il suo sviluppo. Per identificare questi geni speciali, i ricercatori hanno dovuto prima catalogare tutti i geni presenti nelle loro specie di meduse campionate.
I ricercatori hanno sequenziato il genoma completo di una medusa quadrifoglio proveniente dal Mar Baltico e una medusa gigante proveniente dal Giappone.
I genomi delle medusa appena decodificati sono stati confrontati con quelli di coralli e anemoni, individuando quali geni sono comparsi in ciascun animale e in quale sequenza.
Sorprendentemente, l'ordine dei geni nel genoma della medusa quadrifoglio assomigliava agli antozoi molto più strettamente delle meduse di fuoco. Al contrario, la composizione genetica delle due meduse difficilmente si sovrapponeva; i loro genomi differiscono drasticamente come quelli degli umani dai ricci di mare.
Cosa fa la differenza
I risultati suggeriscono che il genoma della medusa gigante deve essere stato energicamente rimescolato a un certo punto della sua evoluzione. La mancanza di somiglianze tra la quadrifoglio e la medusa gigante ha convinto i ricercatori che non esiste una regione universale all'interno dei genomi delle meduse responsabile dell'orchestrazione della formazione dello stadio medusa.
Rimane una domanda: perché i coralli e gli anemoni non possono entrare nella fase di meduse?
Per risolvere questo mistero, i ricercatori hanno valutato quali geni erano attivi negli stadi di polipo e medusa di entrambe le meduse. Hanno confrontato questi distinti modelli di espressione genica con quelli osservati in 11 diverse specie di cnidari. Sorprendentemente, hanno scoperto che i coralli e gli anemoni contengono circa i due terzi dei geni attivi nello stadio di medusa della medusa quadrifoglio.
Ma le meduse quadrifoglio hanno uno speciale kit di strumenti genetici: un'élite di geni che si attivano durante il loro stadio di medusa ma sono assenti negli antozoi. Privi di una fase di medusa, i coralli e gli anemoni mancano dei geni per far crescere determinati organi e tessuti, come gli occhi e i muscoli specializzati per il nuoto. I ricercatori hanno scoperto che le meduse “acqua” e “fuoco” condividono circa 100 di questi geni specifici della specie che si attivano solo nelle fasi di meduse. Una grande proporzione di questi geni codifica per fattori di trascrizione, proteine che regolano quali geni sono espressi, quando e in quali quantità.
Guardando al futuro, i ricercatori hanno in programma di sequenziare il genoma di una medusa locale chiamata vespa del mare di Okinawa (Chironex yamaguchii, "habu-kurage"), che fornirà un confronto più ravvicinato con le meduse di fuoco. Studi futuri potrebbero far progredire la nostra comprensione di come si evolvono le meduse e cosa le distingue dai loro simili e da altre creature del profondo.
Materiali modificati da: https://www.oist.jp/news-center/press-releases/what-makes-jellyfish
Foto-Credit: OIST start out in a stationary polyp stage and later develop into jellyfish, when environmental conditions are right. The Morbakka virulenta, pictured here, is beginning to develop into a full-fledged jelly.
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