Relationship between gonadosomatic index and spawning-capable status based on gonadal histology in the moonfish Mene maculata

Nell'immenso oceano della diversità ittica, alcune specie si distinguono non solo per il loro aspetto, ma anche per la loro esistenza solitaria. Il pesce luna, Mene maculata, è l'unico membro vivente del suo intero ordine, una linea evolutiva unica dispersa nelle acque calde dell'Indo-Pacifico occidentale. Per gli scienziati che studiano queste creature, comprendere come si riproducono è fondamentale per capirne la sopravvivenza. Uno strumento comune utilizzato per tracciare la riproduzione nei pesci è l'indice gonadosomatico, una semplice misurazione che confronta il peso degli organi riproduttivi di un pesce con il suo peso corporeo totale. Quando questo numero aumenta, solitamente segnala che il pesce si sta preparando a deporre le uova. Tuttavia, questo numero è solo un'istantanea delle dimensioni; non mostra cosa stia accadendo realmente all'interno delle cellule. Per sapere veramente se un pesce è pronto a rilasciare uova o sperma, i ricercatori devono esaminare lo sviluppo microscopico di quelle cellule, un processo che rivela se il pesce sia realmente capace di riprodursi o se stia semplicemente trasportando organi pesanti.

Per il pesce luna, studi precedenti si erano basati su queste misurazioni basate sul peso per ipotizzare quando i pesci stessero deponendo le uova, suggerendo una stagione di picco intorno alla fine dell'estate e all'inizio dell'autunno. Alcune osservazioni precedenti avevano persino accennato al fatto che questi pesci potessero rilasciare tutte le uova in una volta sola, una strategia nota come deposizione totale. Ma senza guardare dentro le ovaie e i testicoli, queste idee rimanevano non provate. Un team di ricercatori si è messo in viaggio per colmare questa lacuna esaminando il tessuto reale dei pesci luna raccolti nelle acque al largo del Giappone. Volevano vedere se il peso degli organi riproduttivi corrispondesse davvero alla prontezza biologica del pesce, e determinare se la storia evolutiva unica del pesce luna avesse portato a strutture riproduttive insolite.

Gli scienziati hanno raccolto pesci luna vivi e li hanno tenuti in vasche presso il Museo di Scienze Marine di Fukushima, nutrendoli con krill e gamberetti per mantenerli in salute. Nel tempo, alcuni pesci sono morti naturalmente, mentre altri sono stati accuratamente eutanasizzati per lo studio. Il team ha misurato la lunghezza e il peso di ogni pesce, poi ha rimosso con cura gli organi riproduttivi. Hanno preservato questi tessuti in soluzioni chimiche, li hanno tagliati in sezioni incredibilmente sottili e li hanno colorati con coloranti per rendere le cellule visibili al microscopio. Ciò ha permesso loro di vedere l'esatto stadio di sviluppo di ogni uovo o cella spermatica all'interno, dai primi, minuscoli inizi fino alle cellule completamente mature pronte per il rilascio.

Quando hanno esaminato i maschi di pesce luna, hanno trovato una struttura sorprendentemente ordinaria per un pesce così unico. I testicoli erano organizzati in piccoli lobi e le cellule staminali che producono sperma erano distribuite liberamente in questi lobi anziché essere confinate in un'estremità. Questo schema è comune in molti pesci moderni, suggerendo che il pesce luna non abbia evoluto un modo speciale e unico di produrre sperma. Più importante ancora, i ricercatori hanno scoperto che il peso dei testicoli non raccontava tutta la storia. Hanno esaminato sette maschi e hanno scoperto che anche quelli con pesi degli organi riproduttivi molto bassi avevano sperma completamente maturo pronto per essere rilasciato. Infatti, ogni singolo maschio che hanno esaminato, indipendentemente da quanto fossero pesanti i loro testicoli rispetto al corpo, era biologicamente pronto a riprodursi. Ciò suggerisce che per il maschio del pesce luna, una bassa misurazione del peso non significa che non sia pronto a riprodursi; possono trattenere lo sperma maturo senza che i loro organi riproduttivi debbano gonfiarsi significativamente.

La storia era diversa per le femmine. I ricercatori hanno scoperto che il peso delle ovaie aumentava man mano che il pesce diventava più grande, e hanno identificato una femmina con un peso degli organi riproduttivi particolarmente elevato. All'interno di questo pesce, hanno visto un mix complesso di uova in ogni possibile stadio di sviluppo. C'erano uova minuscole e immature che stavano appena iniziando a crescere, uova di medie dimensioni che si riempivano di nutrienti e uova grandi e mature pronte per essere rilasciate. La presenza simultanea di uova in diversi stadi è il segno distintivo di un "depositore a lotti" (batch spawner), un pesce che rilascia le uova in gruppi durante un periodo di tempo piuttosto che scaricarle tutte in una volta. Questa scoperta sfida direttamente l'idea precedente che il pesce luna sia un depositore totale. Gli altri pesci femmina esaminati avevano per lo più uova immature, indicando che non erano ancora pronte a deporre.

Lo studio conclude che, sebbene il peso degli organi riproduttivi possa essere un indizio utile, non è un indicatore perfetto della prontezza, specialmente per i maschi. Per il pesce luna, un maschio può essere pienamente capace di riprodursi anche quando i suoi organi riproduttivi sono piccoli, mentre la prontezza di una femmina è legata a uno stato interno specifico e complesso dove le uova di tutte le dimensioni crescono insieme. Guardando le cellule reali invece del solo peso, i ricercatori hanno fornito un quadro più chiaro di come questo pesce unico si riproduca. Hanno scoperto che il pesce luna probabilmente rilascia le sue uova in lotti durante la stagione, una strategia che può aiutare a garantire la sopravvivenza della sua prole nell'oceano aperto. Questo sguardo dettagliato all'interno del pesce conferma che il pesce luna, nonostante sia l'ultimo del suo genere, segue schemi riproduttivi condivisi con molti dei suoi parenti lontani, fondendo il familiare con l'unico.