Orologio biologico e pesci di caverna

Il ritmo circadiano, che regola il nostro ciclo sonno-veglia e moltissime altre attività biologiche, dipende da un orologio interno che si regola autonomamente in base alla luce solare e alla temperatura ambientale. Come fa, quindi, un pesce totalmente cieco ed isolato dal mondo esterno a mantenere attivo il suo orologio biologico?
E' una domanda per la quale manca ancora una risposta. E' da tempo che la scienza cerca di comprendere come alcuni animali che vivono in condizioni di oscurità perpetua possano continuare a mantenere il senso dello scorrimento del tempo, anche se alterato rispetto al tradizionale ritmo circadiano di 24 ore.
Un esempio sono circa 50 specie di pesci d'acqua dolce che nel corso degli ultimi milioni di anni si sono evoluti all'interno di fiumi sotterranei, in luoghi in cui la luce non può arrivare. "I pesci di caverna ci danno un'opportunità unica per capire quanto profondamente la luce solare abbia influenzato la nostra evoluzione" spiega Cristiano Bertolucci, cronobiologo dell' Università di Ferrara.
Bertolucci e i suoi colleghi hanno studiato il pesce di caverna somalo (Phreatichthys andruzzii), un pesce che non regola il proprio orologio interno sfruttando la luce solare, e che segue un ritmo biologico insolito e irregolare. Questo pesce si è rimasto isolato sotto il deserto somalo tra 1,4 e 2,6 milioni di anni fa, divenendo cieco e acquisendo un ritmo biologico inusuale.
L'analisi genetica del pesce di caverna somalo ha mostrato alcune mutazioni in due opsine, proteine in grado di assorbire determinate frequenze di luce. Queste mutazioni impediscono al pesce di percepire la luce solare di spettro rosso e di rispondere ad essa azionando il tradizionale ritmo circadiano.
"Forse questi animali stanno perdendo i loro orologi biologici" ipotizza Nicholas Foulkes, cronobiologo del Karlsruhe Institute of Technology. L'eventualità è interessante, considerando quante specie animali e vegetali seguono ilconsueto ritmo circadiano. "Potrebbe volerci molto tempo per perderlo. Forse in un milione di anni questi pesci potrebbero non avere più un orologio interno".
Cavallari e i suoi colleghi hanno scoperto che il Phreatichthys andruzzii segue ritmi del tutto irregolari e indipendenti dalla luce solare, ma è in grado di adattare il proprio ciclo biologico ad altri stimoli esterni, come il cibo.
Questo pesce di caverna, inoltre, ha dimostrato di poter iniziare a mantenere un ritmo biologico più o meno regolare quando si tentava di "azzerare" i meccanismi che regolerebbero il suo orologio interno, iniziando un ciclo di 43-47 ore finora mai osservato in altri animali.
Cosa comporterà la perdita totale dell'orologio biologico di questi pesci? Nessuno può saperlo. Sappiamo che alcuni animali, uomo compreso, possono alterare il tradizionale ritmo circadiano portandolo a cicli di oltre 24 ore in base alle condizioni ambientali o anche alle dinamiche sociali di gruppo, ma non conosciamo ancora a fondo le conseguenze dell'alterazione di questo ritmo naturale regolato dalla luce solare.
E' già stato dimostrato che l'essere umano, in assenza di una dose giornaliera di luce solare mattutina, tende ad alterare il ritmo biologico naturale. "Man mano che i teenagers spendono sempre più tempo al chiuso, perdono la luce solare mattutina necessaria per stimolare l'orologio biologico di 24 ore che regola il ciclo sonno/veglia" spiega Mariana Figueiro del Rensselaer Polytechnic Institute. "Questi teenagers vanno a letto più tardi, dormono di meno e totalizzano punteggi più bassi nei test. Chiamiamo questo fenomeno 'sindrome del nottambulo'".
Quello che possiamo dare per certo è che molte specie terrestri si sono adattate a seguire ritmi basati sul ciclo solare, innescando il loro orologio interno sulla base dei periodi di luce e di oscurità che sperimentano. Alterare il ritmo biologico di una creatura vivente porta spesso a conseguenze non trascurabili per l'organismo, ma se c'è una cosa che la Natura sa far bene è adattarsi alle condizioni ambientali e sviluppare nuove strategie per la sopravvivenza.
Cave-Dwelling Fish Provide Clues to the Circadian Cycle