Grandi squali bianchi: nuova scoperta sui loro lontani parenti

I grandi squali bianchi hanno un mistero del DNA che la scienza non riesce ancora a spiegare. Un tempo sull’orlo del baratro durante l’ultima era glaciale, questi grandi esseri hanno avuto una straordinaria ripresa a livello globale, ma il loro DNA rivela una storia sconcertante. Le classiche spiegazioni sulla migrazione falliscono, lasciando gli scienziati con un mistero che sfida la logica riproduttiva ed evolutiva. Ecco cosa dice la scienza su questo argomento.

Gli studiosi, nelle loro ricerche, hanno pensato a tre ipotesi.

I grandi squali bianchi erano sull’orlo dell’estinzione

Gli squali bianchi (Carcharodon carcharias) rischiarono di estinguersi durante l’ultima era glaciale, quando i livelli del mare erano molto più bassi di oggi e gli squali dovevano cavarsela in uno spazio più ristretto. L’ultima ondata di freddo si è conclusa circa 10.000 anni fa e da allora il pianeta si è gradualmente riscaldato. Con l’aumento delle temperature, i ghiacciai si sono sciolti e il livello del mare si è innalzato, il che è stato positivo per i grandi squali bianchi.

I risultati di uno studio pubblicato sulla rivista Proceedings of the National Academy of Sciences mostrano che gli squali bianchi erano stati ridotti a un’unica popolazione ben mista da qualche parte nell’Oceano Indo-Pacifico meridionale. Gli squali bianchi iniziarono a divergere geneticamente circa 7.000 anni fa, il che suggerisce che a quell’epoca si fossero divisi in due o più popolazioni isolate.

Si tratta di informazioni nuove, ma non particolarmente sorprendenti. Non ci sono mai molti squali bianchi in giro, nemmeno nei periodi migliori, come si addice al loro status in cima alla catena alimentare, dove la mancanza di spazio ne limita il numero. Oggi, ci sono tre popolazioni di squali bianchi geneticamente distinte: una nell’emisfero australe intorno all’Australia e al Sudafrica, una nell’Atlantico settentrionale e un’altra nel Pacifico settentrionale. Sebbene diffusi, il numero di squali bianchi rimane comunque basso.

Non sono molti gli esemplari tutt’ora vivendi sul nostro pianeta.

Non sono molti gli esemplari viventi

“Probabilmente ce ne sono circa 20.000 esemplari in tutto il mondo”, ha affermato Gavin Naylor, coautore dello studio e direttore del Florida Program for Shark Research presso il Florida Museum of Natural History. “Ci sono più moscerini della frutta in una qualsiasi città che grandi squali bianchi in tutto il mondo”.

Gli organismi con popolazioni ridotte possono essere spinti pericolosamente sull’orlo dell’estinzione quando i tempi si fanno duri. Ghiacciai alti un miglio si estendevano dai poli e trattenevano così tanta acqua che 25.000 anni fa il livello del mare era sceso di circa 40 metri, eliminando l’habitat e confinando i grandi squali bianchi in un recinto oceanico.

Ma durante il loro grande ritorno, accadde qualcosa ai grandi squali bianchi che rimane un mistero oggi come lo era quando fu scoperto per la prima volta più di 20 anni fa. La motivazione principale di questo studio era quella di fornire una spiegazione definitiva, ma nonostante l’utilizzo di uno dei più grandi set di dati genetici sugli squali bianchi mai compilati, le cose non andarono esattamente come previsto.

questi enormi esseri esistono da millenni.

Ancora non si ha una risposta certa sui grandi squali bianchi

“La risposta scientifica onesta è che non ne abbiamo idea”, ha affermato Naylor. Le femmine di squalo bianco si allontanano per anni per nutrirsi, ma tornano a casa per riprodursi

Gli scienziati hanno per la prima volta avuto sentore di qualcosa di strano nel 2001, quando un team di ricerca ha pubblicato un articolo che si apriva con la frase: “… è stato difficile acquisire informazioni sui… grandi squali bianchi, non da ultimo a causa della rarità e delle enormi dimensioni di questo pesce”.

Gli autori di questo studio hanno confrontato campioni genetici prelevati da decine di squali in Australia, Nuova Zelanda e Sudafrica. Hanno scoperto che, sebbene il DNA prodotto e immagazzinato nei nuclei delle loro cellule fosse per lo più lo stesso tra gli individui, il DNA mitocondriale degli squali del Sudafrica era nettamente diverso da quello di quelli di Australia e Nuova Zelanda.

Sono nati per cacciare.

Quindi che spiegazione c’è dietro?

La spiegazione apparentemente ovvia era che i grandi squali bianchi tendono a rimanere uniti e raramente si avventurano in gruppi vicini. Nel corso del tempo, mutazioni genetiche uniche si sarebbero accumulate in ciascun gruppo, il che, se protratto abbastanza a lungo, avrebbe portato alla formazione di nuove specie.

Questo spiegherebbe le differenze osservate nel loro DNA mitocondriale, ma non perché il DNA nucleare fosse praticamente identico in tutte e tre le popolazioni. Per spiegarlo, gli autori hanno ipotizzato che gli squali maschi percorressero grandi distanze durante tutto l’anno, mentre le femmine o non si spostavano mai molto, o se lo facevano, tornavano spesso nello stesso posto durante la stagione riproduttiva, un tipo di migrazione chiamata filopatria.

Questa idea si basava sul fatto che il DNA nucleare e quello mitocondriale non vengono ereditati in egual misura nelle piante e negli animali. Il DNA all’interno dei nuclei viene trasmesso da entrambi i genitori alla prole, ma solo uno di loro, il più delle volte la femmina, contribuisce con i mitocondri alla generazione successiva. Questo è un retaggio dei tempi in cui i mitocondri erano batteri liberi, prima di essere inglobati e riutilizzati senza tante cerimonie dall’antenato degli eucarioti.

squalo bianco.

Può essere un’ipotesi interessante e valida

Questa era una buona ipotesi e aveva il vantaggio di rivelarsi in seguito per lo più esatta. I grandi squali bianchi, sia maschi che femmine, percorrono grandi distanze in cerca di cibo durante tutto l’anno, e le femmine compiono regolarmente il viaggio di ritorno prima che sia il momento dell’accoppiamento.

Pertanto, il DNA nucleare dei grandi squali bianchi dovrebbe presentare meno variazioni, perché i maschi itineranti vanno in giro a mescolare le cose, mentre il DNA mitocondriale nelle diverse popolazioni dovrebbe essere distinto perché le femmine filopatriche assicurano che tutte le differenze uniche rimangano in un unico posto. Questa è rimasta la spiegazione preferita negli ultimi due decenni, una spiegazione che sembrava calzare a pennello.

Peccato che nessuno sia mai riuscito a provarla per testarne le dimensioni. Questo principalmente perché i dati necessari erano difficili da ottenere per le stesse ragioni menzionate nello studio di riferimento: non ci sono molti grandi squali bianchi e, quando i ricercatori riescono a trovarne uno, prelevare un campione di DNA senza perdere appendici può essere un’impresa ardua.

Sono tra gli squali più grandi del nostro pianeta.

Cosa può spiegarlo?

Naylor e i suoi colleghi hanno iniziato a raccogliere i dati necessari nel 2012. “Volevo ottenere un genoma nucleare di squalo bianco per esplorarne le proprietà molecolari”, ha affermato. “Gli squali bianchi hanno alcune caratteristiche molto peculiari e avevamo circa 40 o 50 campioni che pensavo avremmo potuto utilizzare per progettare sonde per analizzare la struttura della loro popolazione”.

Negli anni successivi, hanno anche sequenziato il DNA di circa 150 genomi mitocondriali di squalo bianco, più piccoli e meno costosi da assemblare rispetto alle loro controparti nucleari. I campioni provenivano da tutto il mondo, compresi gli oceani Atlantico, Pacifico e Indiano.

Confrontando i due tipi di DNA, hanno riscontrato lo stesso schema scoperto nel 2001. A livello di popolazione, gli squali bianchi del Nord Atlantico raramente si mescolavano con quelli del Sud Atlantico. Lo stesso valeva per gli squali degli oceani Pacifico e Indiano. A livello molecolare, il DNA nucleare di tutti gli squali bianchi è rimasto abbastanza costante, mentre il DNA mitocondriale ha mostrato una sorprendente quantità di variazioni.

I ricercatori erano a conoscenza della teoria filopatrica e hanno condotto alcuni test per verificarne la validità, innanzitutto esaminando specificamente il DNA nucleare. Se l’atto di tornare nello stesso posto per accoppiarsi fosse davvero la causa degli strani schemi mitocondriali, un piccolo segnale di ciò dovrebbe essere presente anche nel DNA nucleare, di cui le femmine contribuiscono per metà alla prole.

Cosa accadde successivamente ai grandi squali bianchi?

Successivamente, hanno elaborato un test sofisticato per i genomi mitocondriali. Per farlo, hanno dovuto prima ricostruire la storia evolutiva recente degli squali bianchi. Ed è così che hanno scoperto l’unica popolazione meridionale a cui si erano ridotti durante l‘ultima era glaciale.

“Erano davvero pochi e rari quando i livelli del mare erano più bassi. Poi la popolazione è aumentata e si è spostata verso nord con lo scioglimento dei ghiacci. Sospettiamo che siano rimasti in quelle acque settentrionali perché hanno trovato una fonte di cibo affidabile”, ha detto Naylor. In particolare, hanno incontrato le foche, che sono un alimento base per gli squali bianchi e uno dei motivi principali per cui sono così fedeli a luoghi specifici.

Sapere quando gli squali si sono separati era fondamentale, poiché ogni gruppo avrebbe iniziato a divergere geneticamente dagli altri in quel momento. Tutto ciò che i ricercatori dovevano fare era determinare se i 10.000 anni trascorsi da oggi all’ultima era glaciale sarebbero stati sufficienti affinché il DNA mitocondriale accumulasse il numero di differenze osservate nei dati, se la filopatria fosse stata la causa principale.

La simulazione

Hanno eseguito una simulazione per trovare la risposta, che ha dato esito negativo. La filopatria è indubbiamente un modello comportamentale tra i grandi squali bianchi, ma non è stata responsabile del grande scisma mitocondriale.

Esiste una terza opzione, sebbene meno probabile, che i membri del team hanno affermato di non poter escludere in questa fase, ovvero che la selezione naturale sia responsabile delle differenze. Il motivo per cui questa ipotesi è inverosimile ha a che fare con la forza relativa delle forze evolutive. La selezione naturale è sempre attiva, ma ha l’effetto più forte nelle popolazioni numerose. Le popolazioni più piccole, al contrario, sono più suscettibili a un fenomeno chiamato deriva genetica, in cui i tratti casuali hanno una probabilità molto più alta di essere trasmessi alla generazione successiva.

Se in questo caso fosse in gioco la selezione naturale, si manifesterebbe in modo altrettanto potente. Qualsiasi deviazione dalla sequenza del DNA mitocondriale più comune in una data popolazione sarebbe probabilmente fatale, impedendo così la sua trasmissione alla generazione successiva. Ma questo è tutt’altro che certo, e Naylor nutre dubbi sulla validità di tale conclusione. Per ora, gli scienziati si trovano di fronte a una questione aperta che può essere risolta solo con ulteriori studi.