Lucertole e serpenti sono dotati di apparati visivi straordinariamente flessibili capaci di adattarsi alla molteplicità degli habitat in cui vivono, dal buio pesto al sole abbagliante del deserto.
La maggiore variazione nella morfologia di occhi e fotorecettori che li contraddistingue da tutti gli altri vertebrati, mostra l’eccezionale diversità delle lucertole e dei serpenti (squamati). Grazie a un finanziamento ricevuto dal programma Marie Skłodowska-Curie (MSC), è stato possibile studiare i collegamenti tra il genoma e le variazioni della struttura oculare dell’apparato visivo degli squamati.
Studiando l’evoluzione delle caratteristiche dei vertebrati e applicando all’anatomia e alla fisiologia dell’occhio le nuove tecnologie omiche e usando i dati molecolari integrati, si sono articolate tre linee di studio: il grado di flessibilità nel meccanismo genomico alla base di questi apparati visivi estremamente diversi, il loro adattamento alle transizioni ecologiche e la possibilità che un apparato visivo complesso possa essere riacquistato in seguito a una perdita a livello evolutivo.
La scoperta di modelli genetici che rispecchiano nicchie ecologiche
Al momento si stanno analizzando enormi quantità di dati genomici e si sta applicando un modello che ipotizza che l’apparato visivo degli squamati sia estremamente vario e rispecchi un grande numero di nicchie ecologiche.
Serpenti e gechi hanno subito diverse transizioni ecologiche, passando dalla vita notturna a quella diurna, rimodellando i loro apparati visivi e perdendo alcuni geni della vista. Tuttavia, andando ad occupare nuove nicchie ecologiche sono avvenute alcune mutazioni nella sensibilità alla luce dei pigmenti visivi responsabili della percezione dei colori e anche mutazioni nella composizione cellulare della retina dei serpenti. È interessante notare che persino i serpenti marini hanno sviluppato abilità sensoriali del tutto nuove, tra cui quella di riuscire a rilevare la luce anche attraverso le loro code per evitare la predati.
La genetica e l’evoluzione resistono nonostante le frontiere e la necessità di finanziamento
Ogni stato australiano, i parchi gestiti in collaborazione con le comunità aborigene, oltre a erpetologi locali, guardie forestali aborigene e dipartimenti dei parchi nazionali e della fauna selvatica, hanno fornito tutte le autorizzazioni richieste per procedere alle ricerche sul campo.
Il progetto è anche diventato più ampio e costoso di quanto previsto in principio. Ciononostante, grazie a piccoli contributi finanziari del Centro per l’ambiente dell’Università di Adelaide e l’assegnazione di una borsa di studio del Consiglio australiano di ricerca, il progetto è potuto arrivare a termine ed essere sensibilmente esteso.
La ricerca di Evol-Eyes è stata in grado di includere le linee evolutive degli scincidi australiani, di alcune lucertole sudamericane della specie delle Gymnophthalmidae e dei serpenti marini. Integrando altri metodi, tra cui l’ibridazione in situ, la microscopia e la scansione tomografica computerizzata ora si stanno studiando altri aspetti dell’evoluzione visiva degli squamati.
Grazie alla possibilità di richiedere finanziamenti indipendenti, l’organizzazione e le competenze per le ricerche sul campo sono molto migliorate, sia per la progettazione sperimentale sia per il lavoro in laboratorio sia per la gestione dei bilanci e sia per la collaborazione con un’ampia rete di scienziati.