Riassunto esame anatomia comparata, prof. Abelli, libro consigliato Anatomia comparata, Stingo

SINTESI DEI PRINCIPALI ADATTAMENTI

Questa radiazione adattativa è avvenuta in tempi recenti E gli icefish sono i più recenti delle specie di nototenioidei che si sono

evoluti sul pianeta terra, essi hanno subito notevoli adattamenti

- molecole che derivano dal tripsinogeno e hanno proprietà di anticongelamento;

- esiste ad esempio una funzione particolare delle tubuline, come componente citoscheletrica fondamentale coinvolta

Nella formazione del fuso mitotico attraverso la polimerizzazione della tubulina, actina e molte altre componenti…

analizzando le a livello molecolare si scopre che hanno subito modificazioni rilevanti rispetto alle analoghe molecole che

si trovano in pesci di acque temperate, a livello della struttura per favorire una più elevata flessibilità . La flessibilità di

queste ha una valenza in termini termodinamici perché altrimenti in queste basse temperature non riuscirebbero a

svolgere le loro funzioni;

- adattamenti che conivolgono il campo di anatomia comparata e la funzionlità degli organi;

- questi pesci nototenioidei, rappresentano l' ittiofauna dominante sia per numero di specie sia per biomassa nel

continente antartico si scopre la mancanza della vescica natatoria. La vescica natatoria è un organo presente nei pesci

ossei,che si è generata attraverso un percorso evolutivo per essere in specie ancestrali un organo respiratorio e poi si è

trasformato nell'attuale organo con valenza di regolazione idrostatica, all'interno della vescica natatoria può essere

immesso,prodotto o rilasciato gas.

Immettendo aria all'interno della vescica natatoria si favorisce la risalita in superficie; svuotandola l'andamento verso il fondo.

Questa è una condizione molto importante che permette ai pesci ossei di poter stare in una condizione di assenza di gravità in

diversi punti della colonna d'acqua e risparmiando energia perché non devono contrastare la spinta verso l'alto o verso il basso che

può avvenire ad un certo livello della colonna d'acqua. Solitamente la vescica natatoria si trova nei pesci ossei delle diverse specie,

nei pesci presenti nelle acque antartiche ha perso la propria funzionalità e la possibilità di essere costruita. La mancanza della

vescica natatoria in questi pesci che vivono in Antartide si associa un'ampia dotazione di depositi di grasso a livello della loro

struttura corporea e alla presenza di un sistema di ossificazione che si arresta allo stadio cartilagineo, richiamando quello che è

avvenuto nei pesci condrostei o che avviene di pesci cartilaginei.

Perché? Mancando la vescica natatoria attraverso una maggiore presenza di grasso nei tessuti corporei si diminuisce la densità e

attraverso la presenza di ossa leggere ( cartilagine) i pesci riescono ad ottenere un galleggiamento passivo. La condizione di

galleggiamento passivo è funzionale al fatto che molte di queste specie vivono a mezza galla poiché in superficie e sui fondali le

temperature sono più basse, stando a mezza galla sono lontani dalle zone più fredde.

I depositi di grasso sono funzionali a particolari forme di metabolismo che esplicano questi organismi, favoriscono un

alleggerimento della struttura corporea e funzionano anche da accumulo di materiale energetico di riserva in alternativa al

glicogeno, forma di riserva solita del glucosio situato a livello del fegato e regolato da ormoni. Il glucosio libero è una molecola

polare e va incontro a problematiche di congelamento molto più facilmente e quindi di dispendio energetico, i grassi possiedono

quindi più efficienza energetica. Il risparmio energetico è fondamentale.

Altro problema: tessuto ad elevato rischio di congelamento è il sangue circolante. La secrezione all'interno del circolo sanguigno di

molecole anticongelanti ha una funzione importante per l'impedimento del congelamento.

Vedendo l'adattamento dei nototenioidei si nota una tendenza a ridurre della viscosità del sangue. Abbassando la viscosità del

sangue, diminuiscono il rischio di congelamento. Questo è stato uno dei motori fondamentali che ha portato la riduzione delle

cellule circolanti. Riducendo il numero di cellule circolanti all'interno del sistema circolatorio il sangue diventa più fluido.

hanno un ematocrito (rapporto che si stabilisce tra la componente corpuscolare presente nel sangue e la porzione fluida) diverso

dal nostro; gli uomini hanno un ematocrito del 42-44%, facendo la centrifugazione in un capillare si trova questa percentuale

frazionaria; al contrario gli ice fish hanno un ematocrito intorno al 1-2%, hanno il 98% di componente di plasma e il 2% di cellule

circolanti.

In quasi tutte le proteine analizzate è stata riscontrata una elevata flessibilità, un alto livello un alto livello di glicosilazione, un

idrofilia superficiale da parte di queste molecole, tutte caratteristiche che sembrano indicare la possibilità per queste molecole di

poter esplicare le loro funzioni contrastando le condizioni termodinamiche sfavorevoli perché abbassarsi della temperatura c'è una

riduzione della velocità delle reazioni. Analizzando le membrane cellulari si nota un elevato contenuto di colesterolo, presenza di

lipidi insaturi a differenza dei pesci che vivono in acque temperate, si trovano importanti variazioni anche negli acidi nucleici, nel

RNA messaggero è presente un'elevata presenza di scale doppie, Il DNA ha un elevato contenuto di adenina e timina. tutti questi

sembrano essere adattamenti apportati per garantire la funzionalità delle molecole alle basse temperature.

ICE FISH (pesci bianchi)

nell immagine un individuo adulto, caratteristica importante: sangue bianco, con piccolissimi residui di eritrociti e assenza di

emoglobina (pigmanto dalla quale dipende il colore rosso solito del sangue e la captazione dell ossigeno molecolare). Gli icefish

riescono a vivere a bassissime temperature fino a -5 gradi ma se si alza di 2 gradi la temperatura muoiono per questo sono stati

fatti su di essi studi riguardo l'innalzamento della temperatura del globo.

Il rosso è il cuore, il colore non dipende da eritrociti ed enmoglobina ma dal citocromo c dei mitocondri, si notano inoltre arcate

branchiali,pinne pettorali, testa con occhi. Le larve sono trasparenti, ci permetto lìosservazione: hanno una grande bocca aperta,

perchè? Chionodraco amatus, tiene la bocca aperta per aumentare l'efficienza respiratoria a livello branchiale ma anche ad in altri

tessuti corporei.

Analizzando in profondità alcuni adattamenti morfofisiologici, negli icefish si rilevano valori bassi di metabolismo basale.

Le branchie sono ben irrorate, il volume del sangue è nettamente superiore rispetto ad altre specie a questo è dovuto anche

l'ingrandimento del cuore che deve avere la forza di spingere e pompare la grande massa del sangue, anche i capillari hanno

diametri maggiori. Oltre alle branchie è presente un altro livello di respirazione di questi organismi, respirazione cutanea, essi non

hanno le scaglie, hanno perso questa ossificazione dermica e quindi i sottili strati di cellule presenti negli epiteli superficiali possono

garantire uno scambio di gas, ossigeno e anidride carbonica (ci richiama il mondo degli anfibi che hanno respirazione pulmo-

cutanea).

L’aumento del volume sanguigno permette un elevato trasporto delle molecole anticongelanti a tutti i tessuti e anche la presenza

di un’elevata quantità di proteine nel plasma. L'osmolarità del plasma (risultato di pressioine osmotica) ha dei valori doppi rispetto

ai pesci di acqua temperata. es spicola o orata hanno valori intorno a 460-480 milliosmokilo, gli icefish 1000

Tante proteine presenti in questo grande volume di sangue, pochi elementi corpuscolari per diminuire la viscosità e impedire il

congelamento con anche molecole anticongelanti (agiscono in modo colligativo nell’interferire al delta crioscopico) aumentanto la

concetrazione di queste molecole si congela meno, in più l'elevata concentrazione di proteine agisce anche come effetto tampone,

perchè la mancanza di eritrociti disturba l'assunzione di ossigeno e l'eliminazione anidride carbonica. Gli eritrociti hanno anidrasi

carbonica che permette di scindere l'acido carbonico e formare il gas anidride carbonica, questi organismi vanno in contro ad

acidosi carbonica nel plasma, le proteine fungono da tampone. Riescono ad eliminare l'eccesso di anidride carbonica con un’

isoforma particolare simile all'anidrasi carbonica che hanno imparato a costruire a livello delle branchie e di altre strutture

corporee. Avendo sangue con elevato volume, molto fluido con proteine, il cuore fa molta fatica.

il loro cuore si è evoluto dal punto di vista di cellule e di struttura complessiva, analizzzando dati

-facendo rapporto cuore/corpo è 3 volte più grande rispetto ai nototenioidei a sangue rosso in antartide

- output, sistola flusso in uscita è 4 - 5 volte più potente rispetto teleostei a sangue rosso

- i capillari hanno diametro più grande di 2 - 3 volte

- volume complessivo del sangue maggiore di 1-2 volte

Ad un grosso volume di sangue pompato nel sistema circolatorio in capillari di grosso diametro corrisponde una debole resistenza

periferica. Le zone periferiche dei capillari sono ad altissimo rischio di congelamento, per questo hanno diametro maggiore in modo

che il sangue fluisca il più velocemente possibile, collettivamente c'è stato un abbassamento delle resistenze periferiche che

aumentano al restringersi dei capillari. Questa evoluzione ha permesso un’efficiente cessione di ossigeno ai muscoli e agli altri

tessuti per svolgere le loro funzioni. Ad alcune specie di cannictiti manca oltre che all'emoglobina anche la mioglobina, nel muscolo

dove avviene attività di tipo ossidativo vi è un’ aumento della superficie mitocondriale ad arrivare al cuore dove occupano il 37-40%

di mitocondri, per assicurare particolari condizioni di metabolismo ossidativo (cellulare per costruire ATP).

Il sangue refluo dai tessuti periferici raggiunge il cuore attraverso vene cardinali comuni, dotti di couvie e sboccano nel seno venoso

del cuore, passa atrio e poi ventricolo e infine negli archi branchiali che caratterizzano i telostei. L’organizzazione del cuore

permette circolazione semplice, passa una sola volta dal cuore.

Alcune specie che vivono in antartide non a sangue rosso hanno un’ espansione della struttura cardiaca, hanno cuore molto grande

rispetto agli altri pesci. È presente un tubulo arterioso, struttura elastica con attività a pompa che trasforma in un flusso continuo.

In questi pesci è avvenuto un evento che in altre specie sarebbe stato catastrofico, l'incapacità di generare alfa e bata globine che

permetto assemblaggio delle varie componenti per formare emoglobina. P er questi pesci è invece un vantaggio unito all’

abbassamento dell’ ematocrito e alla