Ramisyllis Kingghidorahi: Viaggio nei Geni del Verme Ramificato che Sfida la Riproduzione

Ciao a tutti, appassionati di stranezze biologiche! Oggi voglio portarvi nelle profondità marine, precisamente tra i canali delle spugne giapponesi, per incontrare una creatura che sembra uscita da un film di fantascienza: il Ramisyllis kingghidorahi. Non è un anellide qualunque, oh no. Immaginate un verme con una sola testa, ma il cui corpo si ramifica all’infinito, creando centinaia, forse migliaia, di code! Sì, avete capito bene, un corpo che si dirama come un albero intricato. Ma la sua anatomia bizzarra è solo l’inizio del mistero. Come fa un essere del genere a riprodursi? E qui entra in gioco un processo affascinante chiamato stolonizzazione, comune nella famiglia dei Sillidi (Syllidae), a cui appartiene il nostro amico ramificato.

Cos’è la Stolonizzazione? Un “Parto” Molto Particolare

Molti Sillidi, quando arriva il momento di riprodursi, non si limitano a produrre uova o sperma. Creano delle vere e proprie “unità riproduttive” autonome chiamate stoloni. Immaginate che dalla parte posteriore del verme si stacchino dei piccoli “mini-vermi”, completi di tutto punto (a volte persino con occhi e un piccolo cervello!), carichi di gameti e pronti a nuotare via per cercare un partner. Questo processo, detto schizogamia o stolonizzazione, è una meraviglia della natura.

Per decenni si è pensato che fosse regolato da un gioco di ormoni: uno che inibisce la formazione degli stoloni (SIH), prodotto nella regione del proventricle (una parte muscolosa dell’intestino), e uno che la promuove (SPH), rilasciato dalla testa quando le condizioni ambientali (luce, temperatura) sono giuste. Oggi sappiamo che la faccenda è più complessa. Studi recenti, come quelli su Syllis magdalena, suggeriscono che molecole come il metilfarnesoato (un ormone giovanile degli insetti, ma presente anche qui!), insieme a neurotrasmettitori come dopamina e serotonina, orchestrino questa danza riproduttiva, influenzando l’espressione di geni legati alla produzione di gameti.

La Sfida del Ramisyllis: Una Testa per Centinaia di Code

Ora, torniamo al nostro Ramisyllis kingghidorahi. Se un verme “normale” deve gestire la stolonizzazione di una sola coda, come fa questo mostro ramificato a coordinare la produzione simultanea di centinaia di stoloni da tutte le sue estremità posteriori, avendo una sola testa e un solo proventricle? È un rompicapo logistico e biologico! Come fa la testa a “dare l’ordine” a code lontanissime e sparse in un labirinto di canali dentro una spugna? E perché, come osservato, non tutte le code producono stoloni nello stesso momento, ma si possono trovare stoloni in vari stadi di sviluppo sullo stesso individuo?

È proprio per cercare di rispondere a queste domande che un team di ricercatori si è tuffato nell’analisi del trascrittoma di questo incredibile animale. In parole povere, hanno “letto” quali geni sono attivi (espressi) nelle diverse parti del corpo (testa, segmenti intermedi, stoloni) di individui maschi, femmine e non riproduttivi. L’obiettivo? Capire le basi genetiche della maturazione sessuale e della stolonizzazione in un organismo così complesso.

Regione del Corpo Batte Sesso: Cosa Dicono i Geni

La prima grande sorpresa emersa dallo studio è che la regione del corpo ha un impatto molto più forte sull’espressione genica rispetto al sesso dell’individuo. Analizzando migliaia di geni che mostravano differenze di attività, i campioni si raggruppavano prima di tutto in base alla loro origine (testa, corpo intermedio, stolone) e solo secondariamente per sesso.

In particolare, gli stoloni sono risultati la regione con il profilo di espressione genica più distinto. Questo ha senso: sono le fabbriche dei gameti e subiscono trasformazioni metamorfiche radicali per diventare nuotatori indipendenti. Qui avvengono processi unici e intensi. Sia nei maschi che nelle femmine, gli stoloni e la regione anteriore (la testa) mostravano una notevole “accensione” di geni specifici, mentre la regione intermedia del corpo sembrava geneticamente meno attiva o specializzata in questo contesto riproduttivo.

Differenze tra Maschi e Femmine: Un Puzzle nella Testa

Ovviamente, delle differenze legate al sesso ci sono. Confrontando maschi e femmine:

• Negli stoloni, le differenze sono marcate (circa 456 geni espressi diversamente). Questo riflette probabilmente sia la produzione di gameti diversi (spermatozoi vs ovociti) sia il dimorfismo sessuale esterno (gli stoloni maschili sono più snelli con parapodi più grandi, quelli femminili più tozzi e pieni di uova).
• Nella regione intermedia, le differenze sono minime (solo 32 geni).
• Nella regione anteriore (testa), ci sono differenze (175 geni), ma meno di quanto ci si potesse aspettare! In altri Sillidi e anellidi, si pensa che la determinazione del sesso femminile richieda un processo di segnalazione più complesso a livello della testa. Qui, invece, pur essendoci differenze (le femmine risultano leggermente più distinte geneticamente), non sembra esserci un’enorme disparità nell’attività genica tra maschi e femmine a livello della testa durante la stolonizzazione avanzata.

Perché questa relativa somiglianza nella testa? Le ipotesi sono diverse:

1. Forse i meccanismi di controllo del sesso in Ramisyllis sono simili in entrambi i sessi, a differenza di altri Sillidi.
2. Forse entrano in gioco fattori non genetici o cambiamenti legati all’età. Molti Sillidi cambiano sesso durante la vita (spesso da femmina a maschio, un processo chiamato ermafroditismo proteroginico). Non sappiamo se Ramisyllis lo faccia, ma se così fosse, i meccanismi potrebbero non riflettersi in modo ovvio in un’analisi come questa.
3. Potrebbe essere un limite metodologico: magari i geni chiave per la determinazione femminile sono espressi da pochissime cellule nella testa, rendendo difficile rilevarli nel “mix” totale dell’RNA estratto.

Insomma, il ruolo della testa nel determinare o mantenere il sesso in questa fase rimane un po’ un mistero.

Geni dello Sviluppo e Metamorfosi: Un’Altra Sorpresa

Un altro risultato interessante riguarda geni famosi per orchestrare lo sviluppo corporeo e la segmentazione, come i geni Wnt e i geni Hox. Ci si poteva aspettare che fossero molto attivi durante la formazione degli stoloni, che sono quasi una riedizione dello sviluppo. Invece, lo studio ha trovato poche prove di una loro attivazione differenziale significativa negli stadi analizzati. Questo risultato si allinea con scoperte recenti su altre specie di Sillidi (come Megasyllis nipponica), suggerendo che gli stoloni, pur avendo strutture tipiche della testa (occhi, cervello), potrebbero non avere un'”identità di segmento” specifica definita dai geni Hox, come invece accade nello sviluppo embrionale o nella rigenerazione del corpo principale. È come se fossero delle unità un po’ “svincolate” dal rigido piano corporeo dell’adulto.

Misteri Ancora Aperti e Prospettive Future

Questo studio ci ha fornito il primo sguardo in assoluto sul trascrittoma di un anellide ramificato e ha confermato che, nonostante la sua anatomia estrema, Ramisyllis kingghidorahi utilizza meccanismi genetici legati alla riproduzione simili a quelli dei suoi cugini lineari, con un ruolo chiave per la testa e gli stoloni.

Tuttavia, le domande fondamentali rimangono:

• Come fa quella piccola testa a controllare centinaia di code lontane? Esistono segnali a lungo raggio particolarmente efficienti?
• Perché solo alcune code stolonizzano in un dato momento? C’è un controllo locale o una sorta di “competizione” tra le code?
• Che ruolo gioca la spugna ospite in tutto questo?
• Come si spiega la presenza simultanea di stoloni a diversi stadi di maturazione?

È chiaro che c’è ancora tantissimo da scoprire sulla biologia riproduttiva di questi affascinanti animali. Serviranno ulteriori ricerche, magari focalizzate su stadi diversi della maturazione o sull’analisi di singole cellule, per svelare l’intera complessità dei meccanismi ormonali e genetici che permettono a Ramisyllis kingghidorahi di perpetuare la sua incredibile esistenza ramificata. È un promemoria di quanto ancora non sappiamo delle meraviglie nascoste negli oceani!

Fonte: Springer