Questo pesce ha delle gambe — e le usa per più che solo camminare

È un uccello! È un granchio! No, è un pesce che può assaporare con le sue zampe.

Alcuni triglie marine, un gruppo di pesci con due pinne simili ad ali e sei zampe simili a granchi, usano le loro zampe per scavare nella sabbia e trovare prede sepolte con un senso molto simile al gusto, riportano i ricercatori in due articoli pubblicati il 26 settembre su Current Biology. La maggior parte delle triglie marine sembra usare le loro zampe solo per camminare. Ma un antico gene importante per la formazione degli arti negli esseri umani e negli altri animali, così come un gene coinvolto nella formazione dei bottoni del gusto, hanno aiutato alcune specie a sviluppare zampe capaci di assaporare.

“Le novità sono venute da parti vecchie”, dice David Kingsley, un biologo dello sviluppo presso l'Università di Stanford. Un pesce che cammina con organi del gusto sui suoi arti può sembrare “molto nuovo e interessante e diverso, ma quando scavi... le novità sono arrivate prendendo un set di strumenti di geni preesistenti e utilizzandoli in modi nuovi.”

Le triglie marine del nord (Prionotus carolinus) sono abili nel trovare granchi o gamberetti sepolti per catturare un pasto. Così abili, infatti, che sembra che altri pesci seguano per approfittare di eventuali ricompense. Studi precedenti suggerivano che le zampe delle triglie marine del nord potessero captare segnali chimici, ma non era chiaro se gli arti potessero sentire qualcosa mentre scavavano nel fondale marino.

I pesci hanno papille del gusto nelle loro bocche, e alcuni pesci hanno addirittura papille del gusto all'esterno dei loro corpi, dice Peihua Jiang, un neurobiologo presso il Monell Chemical Senses Center di Philadelphia che non è stato coinvolto nel lavoro. Quindi, se non lo sorprende che le triglie marine del nord abbiano un senso del gusto esterno, è “effettivamente molto sorprendente” che le loro zampe siano diventate organi sensoriali, dice. “Si tratta di una caratteristica completamente nuova [per i pesci], non quella che vediamo di solito per come si rileva o elabora l'informazione gustativa.”

È difficile definire cosa sia il gusto per molte creature acquatiche in parte perché alcune sostanze chimiche diffondono facilmente nell'acqua, ma ci sono anche altri animali acquatici che utilizzano appendici per percepire il cibo, dice Nicholas Bellono, un fisiologo presso l'Università di Harvard. Ad esempio, gli polpi usano i loro tentacoli per rilevare molecole grasse che si attaccano alle conchiglie delle prede.

Per entrambi gli studi, Kingsley, Bellono e colleghi hanno utilizzato una variegata gamma di esperimenti per esplorare come le triglie marine del nord scavano il cibo. Test comportamentali hanno mostrato che i pesci che nuotano nei serbatoi si dirigono verso l'estratto di cozze acquistate in negozio mentre setacciano la sabbia con le zampe che terminano in una struttura simile a una pala. Immagini ravvicinate hanno rivelato delle piccole protuberanze sensoriali chiamate papille che ricoprono le zampe, come i bottoni del gusto che ricoprono le lingue.

All'inizio, il team non era sicuro se le papille potessero percepire le sostanze chimiche in modo simile all'olfatto o al gusto, o se i pesci stessi stavano facendo qualcosa di nuovo, dice Corey Allard, un biologo presso l'Università di Harvard. “Abbiamo scoperto che è una combinazione. [Una zampa di triglia] utilizza molti degli stessi recettori che vengono utilizzati per il gusto, ma riconvertiti e disposti in modo molto diverso” dai bottoni del gusto nella bocca.

Ulteriori esperimenti genetici e fisiologici hanno scoperto che le papille hanno cellule nervose sensibili al tatto e sensori del gusto che aiutano queste triglie marine a capire dove scavare. I ricercatori hanno rilevato alti livelli di attività da un gene chiamato t1r3 — che fornisce le istruzioni per creare un recettore trovato nei bottoni del gusto mammiferi — alle estremità di ogni zampa. Inoltre, un antico gene chiamato tbx3a che guida lo sviluppo degli arti in molti animali, compresi gli esseri umani e i polli, è stato fondamentale non solo per la formazione delle zampe delle triglie marine, ma anche per la formazione delle papille e per guidare il comportamento di scavo.

La maggior parte delle triglie marine, compresa una specie non scavatrice chiamata triglia a strisce (P. evolans), ha zampe lisce e a forma di asta che probabilmente non possono assaporare, ha scoperto il team. Tale differenza suggerisce che le triglie marine del nord e un'altra specie scavatrice correlata, la triglia leopardo (P. scitulus), appartengono a poche specie che traggono vantaggio da un “innovazione evolutiva,” dice Amy Herbert, una biologa dello sviluppo presso l'Università di Stanford.

Anche se le zampe non sono tecnicamente zampe, osserva Herbert. Mentre i pesci utilizzano le appendici per muoversi — il che ha spinto il team a chiamarle zampe — la loro posizione sul corpo di una triglia è più simile all'uso delle braccia per camminare.

Sia braccia che zampe, Jiang si chiede se le papille degli arti possono percepire composti amari che non segnalano il cibo ma indicano invece alle triglie marine quando hanno trovato qualcosa da evitare. Vuole anche sapere se i bottoni del gusto nelle bocche delle triglie rilevano gli stessi sapori rilevati dalle zampe. “Una volta trovato il cibo, qual è il prossimo passo?”