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giovedì 21 aprile 2011

Divertimenti III


L'acquario sta prendendo sempre più forma e settimana scorsa sono stati introdotti i pesci e le ultime piante (rigorosamente Elodea canadensis). I vaironi (Telestes muticellus) e le sanguinerole (Phoxinus phoxinus) si muovono senza sosta alla ricerca di cibo. Purtroppo il filtro non è ancora maturo (è passato più di un mese, ma evidentemente non è bastato) e qualche pesce ha accusato il colpo, ma nulla che dei buoni cambi d'acqua non dovrebbero riuscire a risolvere. Quando tutto è pronto posso anche dire dove si trova la vasca (che è un Museo l'avrete capito dai precedenti post). Stay tuned.

martedì 12 aprile 2011

Carnevale della Biodiversità: III Puntata


Aprile è il mese della pazzia (o dell'idiozia) e un po' di follia c'è nel soggetto della terza edizione del Carnevale della Biodiversità: Le dimensioni contano. A dispetto delle temperature di questi giorni e del tema, i nostri blogger si sono dedicati con notevole impegno all'impresa di rendere divertente ed interessante questo appuntamento e hanno spaziato attraverso ogni regno dei viventi. Benvenuti quindi a questa edizione e se le dimensioni contano davvero sappiate che anche questa volta il tempo richiesto per leggere e riflettere su tutto non sarà poco.


La maggior parte dei post ha toccato il nucleo del tema: le dimensioni sono davvero importanti? Cosa cambia nell'essere piccoli o grandi? Mi piace quindi iniziare con Bottiglie di Leida che ci introduce ai misteri matematici delle relazioni che legano superfici e volumi e che rappresentano alcune delle poche leggi che in biologia ha valore quasi universale.


Biosproject: Earth invece esplora alcuni tra i vantaggi di taglia: la dissipazione del calore, la vita di gruppo e la comunicazione tra gli individui che rende il gruppo un'unità efficiente. Essere piccoli tuttavia non vuol dire essere ininfluenti: è il caso dei licheni.


Ad essere grandi non sono solo gli organismi, ma anche le molecole. Ecco quindi Rubisco, l'enzima delle meraviglie, che, oltre ad essere uno dei più grandi enzimi esistenti, è anche il principale strumento per la fissazione del carbonio. Ve ne parla Varie ed Eventuali.


Essere complessi significa essere grandi? Se lo chiede Scimmia da parte paterna che indaga i genomi e le loro dimensioni. Ciò che conta non è il tanto il crudo dato numerico delle basi azotate, ma l'interazione tra i geni e tra i geni e le proteine.


I genomi e le loro caratteristiche sono al centro del post di My Genomix che attraverso un vero tripudio di esempi ci avvicina alla teoria del DNA altruista. A scrivere di DNA egoista sono capaci tutti (soprattutto dopo Richard Dawkins), ma ad elogiare il DNA non codificante ci riescono in pochi. Lasciatevi sorprendere.


Con un titolo così malizioso, questo carnevale poteva trascurare le strategie sessuali di animali e piante? Oryctes Frammenti di natura ci presenta gli aspetti più imbarazzanti della vita sessuale di coleotteri, moscerini, uccelli e primati e soprattutto quella che Fabrizio de André definiva" fra tutte le virtù la più indecente".


NaturaMat3matica si tuffa in una recentissima ricerca condotta su un ragno nordamericano che dimostra che le dimensioni da sole non bastano. Ad influenzare la scelta del partner da parte delle femmine è anche lo stato alimentare della femmina stessa e le caratteristiche sessuali secondarie dei maschi. Lo sanno tutti, a pancia piena si ragiona di più e ci si permette di essere più esigenti e meno aggressivi.


Io stesso sono stato sedotto dal lato oscuro del tema e ho indugiato sulle strategie riproduttive dei ciclidi e sul loro dimorfismo sessuale coinvolgendo specie poligame e monogame. Alla fine viene da affermare che forse, ma solo forse, piccolo è bello, ma sicuramente è più fedele.


Potere ai piccoli quindi! Ancora una volta buona parte dei blogger ha voluto sconfessare la chiave di lettura più evidente del tema e grida a gran voce che piccolo non è ininfluente. È il caso di Evoluzionista impertinente che ci parla di come i pidocchi siano passati indenni attraverso le grandi catastrofi della storia della vita.


Anche oggi Continuo proceso di cambio ci mostra come i batteri possano influenzare animali e piante al punto di guidarne il percorso evolutivo. È il caso di Wolbachia, che solo per dirne una uccide i maschi di diverse specie di insetti, e di Agrobacterium tumefaciens che provoca tumori nelle cellule vegetali. Il nostro destino è in una manciata di batteri?


Piccolo è bello, ma spesso è anche strano. Il post di Leucophaea porta alla ribalta vermi e virus. Chi come me ha studiato la zoologia nel millennio scorso non può scordare la netta divisione che ci veniva insegnata tra protostomi e deuterostomi. Le conoscenze avanzano e ciò che sembrava distante ora non lo è più come prima. Dove si andrà a finire? E che dire del fatto che si proponga un nuovo regno per organismi che in passato erano catalogati come virus? Urgono nuovi testi di Zoologia.


Così poco tempo, così tanti mammiferi. L'orologiaio miope dimostra come i mammiferi in pochi milioni di anni abbiano conquistato ogni ambiente disponibile in un fiorire di forme non propriamente infinite, ma sicuramente bellissime. Oggi è la volta di veri e propri recordbeast: dal più piccolo al più grande. Chi la vince? Fate il vostro gioco.


Un terzo gruppo di blog passa in rassegna alcuni organismi e le loro particolarità. Si parte dalle scimmie di mare di DropSea e dalla loro tolleranza verso acque ipersaline. Le scimmie di mare occupano un posto privilegiato nei ricordi di chi cercava gli occhiali a raggi X e diavolerie varie sulle pagine dell'Intrepido e vengo percorso da un brivido quando se ne parla, in particolare della loro fisiologia.


Evolve or die collega Charles Darwin a questa edizione del Carnevale descrivendo i fossili di gliptodonte che tanto gli furono cari e che il padre della teoria della discendenza attraverso modificazione scoprì nell'unico grande viaggio della sua vita.


Paper Fish, invece, percorre alcuni livelli del sistema di organizzazione dei viventi chiedendosi se quale sia il rapporto esistente tra biodiversità e dimensioni: ecosistemi, popolazioni, individui. Dove si va a parare? Ancora nel campo della sessualità dei pesci ossei. Scusateci, siamo ittiologi per formazione.


Concludo con il post di Theropoda dove il tema del terzo appuntamento del Carnevale della Biodiversità trova una chiave di lettura totalmente inaspettata: come si muovevano i Theropodi? Come ogni nuova produzione che si rispetti, anche in questo post il 3D non viene ignorato.


Arrivederci alla prossima edizione che avrà per tema ... e che verrà ospitata da ... (suvvia, un poco di suspense) e un grazie di cuore a tutti i blogger che hanno trovato tempo, energie e voglia di partecipare.


Se mi lasci non vale

Koblmüller S., Duftner N., Sefc K. M., Aibara M., Stipacek M., Blanc M., Egger B., Sturmbauer C. 2007, BMC Evolutionary Biology




Questo post fa parte della terza edizione del Carnevale della Biodiversità che ho il piacere di ospitare e che ha per titolo Le dimensioni contano. In questo post affronterò la biodiversità dal punto di vista delle strategie riproduttive dei ciclidi legandole al dimorfismo sessuale, al fatto cioè che maschi e femmine raggiungano taglie differenti geneticamente predeterminate, un fenomeno molto diffuso tra vari animali, ma che nei pesci e nei ciclidi in particolare mostra una sorprendente variabilità.

Che i due sessi siano spesso diversi per dimensioni è un fenomeno che non ha bisogno di grandi dimostrazioni. Negli invertebrati e nei cosiddetti vertebrati a sangue freddo è generalmente la femmina ad essere più grande, ma la situazione si ribalta in molti uccelli e mammiferi. Nonostante tutto però sono i ciclidi a riportare il caso più eclatante di dimorfismo sessuale fino ad ora scoperto con la specie Lamprologus callipterus del lago Tanganica. In questo ciclide delle zone sabbiose il maschio è 10 volte più grande della femmina e possiede affollati harem che dipendono dalla quantità di conchiglie vuote di gasteropodi acquatici. Le femmine di L. callipterus, infatti, depongono le uova nelle conchiglie e vi crescono i piccoli. Da parte loro i maschi sono troppo grandi per entrare nei gusci e si limitano ad accumularne sempre più, giungendo spesso a rubare le conchiglie dai cumuli altrui per ampliare harem e proprietà. Tuttavia fatta la legge, trovato l’inganno. In questa specie, infatti, esiste un secondo tipo di maschio, che può essere definito sneaker, che cresce meno e che somiglia alle femmine nella colorazione. Si tratta di un professionista del tradimento che punta a fecondare le uova appena deposte o ad accoppiarsi con le femmine quando il padrone di casa è assente. Tale "spregevole" individuo riesce ad approfittare dell'ospitalità offertagli poiché il titolare dell’harem è incapace di riconoscerlo come rivale. Se vi state chiedendo se è stato il sesso maschile a crescere oltremisura o quello femminile a ridursi in questa specie, sappiate che l'ipotesi ritenuta attualmente più probabile prevede che siano state le femmine a ridursi per poter sfruttare i letti di conchiglie come luoghi di nidificazione.

Nei ciclidi il sesso più grande è generalmente quello maschile. Questo è dovuto al fatto che buona parte dei ciclidi sono poligami vista la tendenza della maggior parte delle specie all'incubazione orale femminile. Una volta evolutasi l’incubazione orale il maschio può, infatti, facilmente sganciarsi dalla consorte alla quale demanda tutte le cure parentali e dedicarsi a nuove conquiste. In fondo ben pochi posti sono sicuri come la bocca della mamma. È il caso di gran parte degli Haplochromini che nei grandi laghi africani hanno trovato lo scenario ideale per una delle radiazioni più ampie e veloci tra tutti i vertebrati. I ciclidi maschi di questi ambienti competono tra loro per le femmine e sono costretti a diventare più grandi e più colorati.

Personalmente trovo più intrigante il caso dei ciclidi monogami, ma per arrivare a discutere del legame di coppia che si instaura occorre rendersi conto della particolarità tutta ciclidesca che sono le femmine a prendersi cura dei piccoli. Se un pesce si prende cura della prole, e non è un ciclide, si può prevedere con ragionevolezza che sia di sesso maschile. Si vince nell'ottanta per cento dei casi. Probabilmente la causa di tale monopolizzazione delle cure parentali da parte dei maschi sta nel tentativo di evitare che altri maschi fecondino le uova della femmina o delle femmine con cui ci si accoppia. Ecco spiegati i vari spinarelli che costruiscono nidi di alghe per la deposizione delle uova da parte di femmine che verranno subito dopo allontanate e i cavallucci marini che portano le uova nella borsa incubatrice. Nei ciclidi invece la situazione si ribalta. Il più delle volte è la femmina che prende in carico la cura dei figli, da sola o in collaborazione con il partner. Perché?

La risposta sta nella storia evolutiva di questi pesci ossei. Si pensa, infatti, che i ciclidi derivino da specie in cui sia il maschio che la femmina si prendevano cura della prole deponendo su substrato. Cure biparentali non richiedono necessariamente la monogamia, anzi la monogamia è affare poco diffuso che per instaurarsi necessita, perlomeno dal punto di vista teorico, di condizioni particolari: scarse possibilità di trovare un partner e/o vita in un ambiente ostile dove sono necessari gli sforzi di entrambi i genitori per portare alla maturità i figli. È il caso di Boulengerochromis microlepis, per esempio, una specie del lago Tanganica che con 80-90 cm di lunghezza è il ciclide più grande al mondo. Quando uno dei genitori di una coppia in riproduzione muore o viene allontanato, la prole viene sempre implacabilmente divorata dai predatori.

Abbandonare il talamo nuziale è quindi impossibile? No. A condizionare il legame alla famiglia da parte dei maschi è spesso la variazione delle condizioni ambientali. Alcune teorie ipotizzano che l'avanzare della stagione riproduttiva invogli all'abbandono (una nuova covata a fine stagione richiede meno cure di una prodotta all'inizio), altre invece pensano che valga l'esatto contrario. Uno studio condotto su alcuni ciclidi (5 specie del genere Amphilophus e una del genere Amatitlania) dei laghi del Nicaragua suggerisce che sia la dimensione della femmina a indurre il maschio ad andarsene. In ambienti a competizione e predazione intense, le femmine delle specie più grandi, infatti, dovrebbero essere meglio equipaggiate ad affrontare le avversità e a portare alla maturità i giovani. In natura è stato dimostrato che nelle specie più grandi l'abbandono da parte del maschio è più comune rispetto alle specie più piccole. Altri fenomeni spingono a pensare che piuttosto che la difficoltà a trovare un partner sia la ricerca di un territorio di buona qualità a condizionare un forte legame tra i genitori. A questo punto dalla monogamia alla poligamia il passo può essere breve se i maschi iniziano ad abbandonare le femmine. È solo questione di dimensioni e di tempo.

Wikimedia Commons - Hippocampus

Amatitlania nigrofasciata






Schutz, D., & Taborsky, M. (2000). Giant males or dwarf females: what determines the extreme sexual size dimorphism in Lamprologus callipterus? Journal of Fish Biology, 57 (5), 1254-1265 DOI: 10.1111/j.1095-8649.2000.tb00485.x


Topi K. Lehtonen, Bob B. M. Wong, Kai Lindström and Axel Meyer (2011). Species divergence and seasonal succession in rates of mate desertion in closely related Neotropical cichlid fishes BEHAVIORAL ECOLOGY AND SOCIOBIOLOGY : DOI: 10.1007/s00265-010-1061-6