Gossamer worm diversity (Annelida; Tomopteridae): resolving species of a holopelagic polychaete

L'oceano aperto è l'habitat più grande della Terra, un vasto e buio volume d'acqua che si estende dalla superficie illuminata dal sole fino al fondale marino. Per molto tempo, gli scienziati hanno ipotizzato che gli animali che vivono in questo regno intermedio, lontano dalla costa e dal fondo, fossero pochi in numero e distribuiti su enormi distanze. La logica sembrava solida: senza barriere terrestri a fermarli, queste creature dovrebbero nuotare liberamente attraverso il globo, rendendole comuni ovunque. Tuttavia, questa ipotesi si basava sulla mancanza di dati. L'oceano profondo è difficile da raggiungere e gli animali che vi abitano sono spesso fragili, trasparenti e difficili da studiare. Quando i ricercatori riescono a raccoglierli, i campioni sono frequentemente danneggiati, rendendo quasi impossibile distinguere una specie dall'altra con i metodi tradizionali. Questa lacuna nella conoscenza significa che probabilmente abbiamo una comprensione molto scarsa di quanti diversi tipi di vita esistano effettivamente nel mare profondo e di come queste creature interagiscano con il clima e i cicli chimici del pianeta.

Un team di ricercatori dello Smithsonian National Museum of Natural History si è posto l'obiettivo di risolvere questo enigma per un gruppo specifico di vermi chiamati vermi gossamer (vermi velati). Queste creature appartengono a una famiglia nota come Tomopteridae. Si trovano in oceani di tutto il mondo, vivendo dalla superficie fino a profondità di quasi 2.700 metri. Sono facilmente riconoscibili dai loro corpi gelatinosi e trasparenti, dalle lunghe appendici simili a palette e da una coppia di distinti "baffi" che si estendono dalla testa. Nonostante siano comuni, la loro classificazione è stata un caos. La maggior parte delle descrizioni delle specie scritte nell'ultimo secolo è incompleta o contraddittoria, e i campioni originali utilizzati per definirle sono spesso perduti o in condizioni così scarse da non poter essere utilizzati per il confronto. Poiché questi vermi sono così semplici nell'aspetto e si danneggiano così facilmente, gli scienziati hanno faticato a contare quanti diversi tipi di specie esistano effettivamente, assumendo spesso che un singolo nome si applichi ai vermi trovati nell'Atlantico, nel Pacifico e nell'Oceano Indiano.

Per superare questa confusione, i ricercatori hanno applicato una strategia nota come "tassonomia inversa". Inveve di iniziare con una descrizione fisica e cercare di dare un nome a un verme, hanno iniziato con il codice genetico del verme. Hanno raccolto oltre 300 esemplari da varie località, tra cui la costa del Pacifico degli Stati Uniti, il Golfo di California, l'Atlantico settentrionale e l'Oceano Meridionale. Utilizzando veicoli operati da remoto e reti specializzate, hanno raccolto questi animali fragili, fotografandoli mentre erano ancora vivi per catturarne i veri colori e le forme, e poi hanno preservato campioni di tessuto per l'analisi genetica. Il team ha sequenziato cinque diverse parti del DNA dei vermi, creando un profilo genetico per ogni individuo. Hanno poi utilizzato programmi informatici per raggruppare questi vermi in base alla somiglianza dei loro codici genetici, costruendo efficacemente un albero genealogico per vedere quali vermi fossero strettamente imparentati e quali fossero distinti.

I risultati hanno rivelato un mondo nascosto di diversità. L'analisi genetica ha mostrato che i vermi non rientravano in poche categorie ampie come precedentemente ipotizzato. Invezione, i ricercatori hanno identificato almeno 20 gruppi distinti, o specie putative, ben supportati dai dati genetici. Solo nel Pacifico nordorientale, hanno trovato 18 gruppi distinti dove prima erano state ufficialmente descritte solo otto specie. Ciò suggerisce che l'attuale elenco di vermi gossamer conosciuti stia omettendo più della metà delle specie che vivono effettivamente in quella regione. Lo studio ha inoltre scoperto almeno tre gruppi che sembrano essere interamente nuovi per la scienza, senza nomi corrispondenti nella letteratura esistente.

I ricercatori hanno poi verificato se questi gruppi genetici corrispondessero a differenze fisiche. Hanno esaminato le fotografie e i campioni conservati per vedere se i gruppi geneticamente distinti avessero tratti fisici unici. Hanno scoperto che la risposta era sì. Caratteristiche specifiche, come il numero di segmenti corporei, la forma degli organi sensoriali sulla testa, la presenza o l'assenza di una coda e la disposizione di piccole ghiandole sul corpo, corrispondevano costantemente ai gruppi genetici. Ad esempio, alcuni gruppi avevano una lunga coda con appendici, mentre altri non avevano affatto la coda. Alcuni avevano organi interni rossi o gialli brillanti visibili attraverso la pelle trasparente, mentre altri erano semplici. Questi tratti fisici, che in passato erano stati spesso trascurati o considerati troppo variabili per essere utili, si sono rivelati modi affidabili per identificare le diverse specie una volta stabiliti i gruppi genetici.

Uno dei risultati più significativi è stato che l'idea di specie "cosmopolite" — vermi che vivono ovunque nel mondo sotto un unico nome — è probabilmente errata. Lo studio ha dimostrato che molti dei gruppi erano limitati a specifici bacini oceanici o persino a regioni più piccole. Ad esempio, alcuni gruppi sono stati trovati solo nel Pacifico settentrionale, mentre altri erano limitati all'Atlantico. Ciò indica che l'assunto che questi vermi nuotino liberamente attraverso l'intero globo è sbagliato; invece, sono spesso separati da barriere geografiche o correnti oceaniche, che portano all'evoluzione di specie distinte in luoghi diversi. La ricerca ha anche evidenziato che alcune specie possono vivere in un ampio intervallo di profondità, dalla superficie a oltre 1.000 metri, mentre altre sono più limitate.

L'articolo conclude che il modo tradizionale di nominare questi vermi, basato esclusivamente su campioni danneggiati e descrizioni vaghe, non è più sufficiente. Gli autori sostengono che la famiglia dei vermi gossamer abbia urgente bisogno di una revisione completa. Propongono un nuovo quadro in cui gli scienziati possano utilizzare un semplice test genetico, o una combinazione di dati genetici e specifici tratti fisici, per identificare accuratamente queste creature. Questo approccio permette ai ricercatori di superare la confusione del passato e iniziare a comprendere la vera diversità della vita nella zona mesopelagica. Combinando la rapida scoperta genetica con l'osservazione attenta dei tratti fisici, lo studio fornisce una via chiara per catalogare i milioni di animali dal corpo molle che fluttuano nell'oceano profondo, assicurando che la vera ricchezza di questo vasto habitat sia finalmente riconosciuta.