Il pesce ghiaccio antartico: l'unico vertebrato dal sangue trasparente

Tutti i vertebrati hanno il sangue rosso. Tutti, tranne uno. Nelle gelide acque che circondano l'Antartide vive un gruppo di pesci dal sangue trasparente, quasi bianco: sono i pesci ghiaccio della famiglia Channichthyidae, gli unici vertebrati conosciuti privi di emoglobina, la proteina che dà il colore al sangue e trasporta l'ossigeno. Una caratteristica che, secondo ogni manuale di fisiologia, dovrebbe essere letale. E invece questi pesci prosperano dove quasi nessun altro animale resiste.

Una scoperta nata da un pesce "sbagliato"

La storia comincia nel 1928, quando il biologo norvegese Ditlef Rustad pescò vicino all'isola Bouvet uno strano pesce dal corpo pallido e dalle grandi fauci: lo soprannominò "pesce coccodrillo dal sangue bianco". Per decenni la cosa rimase una curiosità, finché nel 1954 il fisiologo Johan Ruud pubblicò su Nature uno studio dal titolo eloquente, Vertebrates without erythrocytes and blood pigment: dimostrò che il sangue di quei pesci non conteneva né globuli rossi né pigmento respiratorio. Era il primo, e tuttora unico, caso del genere tra i vertebrati.

Come si respira senza emoglobina

Il sangue di un pesce normale trasporta ossigeno legandolo all'emoglobina dei globuli rossi. I pesci ghiaccio, invece, hanno perso i geni dell'emoglobina e si affidano soltanto all'ossigeno disciolto direttamente nel plasma. È un sistema enormemente meno efficiente: la loro capacità di trasporto è circa un decimo di quella di un pesce dal sangue rosso. Come hanno fatto a cavarsela?

La risposta sta in una serie di adattamenti straordinari, descritti in una nota rassegna del 2006 sul Journal of Experimental Biology dei fisiologi Bruce Sidell e Kristin O'Brien:

• L'acqua antartica è fredda e ricchissima di ossigeno: a temperature vicine a -1,9 °C i gas si sciolgono molto più che in acque tiepide.
• Il loro metabolismo è lentissimo: vivono "al rallentatore", consumando poco.
• Hanno un cuore enorme e un volume di sangue molto più grande del normale, con vasi sanguigni larghi: pompano grandi quantità di plasma a bassa pressione.
• La pelle è priva di scaglie e molto vascolarizzata, tanto che assorbono ossigeno anche attraverso la cute.

In alcune specie la perdita è andata oltre: hanno rinunciato anche alla mioglobina, la proteina che immagazzina ossigeno nei muscoli, incluso il cuore. Per questo il loro tessuto cardiaco appare biancastro.

Vivere a contatto con il punto di congelamento

Non basta respirare: bisogna anche non congelare. L'acqua di mare gela intorno a -1,9 °C, una temperatura a cui il sangue di un pesce comune diventerebbe ghiaccio. I pesci ghiaccio, come molti altri pesci antartici del sottordine dei Notothenioidei, producono speciali glicoproteine antigelo che si legano ai microcristalli di ghiaccio impedendo loro di crescere. È uno dei più eleganti esempi di adattamento molecolare al freddo estremo descritti dalla biologia, studiato a lungo anche dal British Antarctic Survey.

Una perdita che è diventata un vantaggio

La famiglia comprende 16 specie, tutte confinate nell'Oceano Antartico. Ciò che colpisce gli evoluzionisti è che la perdita dell'emoglobina, di norma uno svantaggio mortale, qui non è stata eliminata dalla selezione naturale: nell'ambiente unico e stabile dell'Antartide, freddo e iperossigenato, gli adattamenti compensativi sono bastati a far sopravvivere questi pesci per milioni di anni. Sono la prova vivente che l'evoluzione non insegue la perfezione, ma soltanto ciò che funziona qui e ora. E che persino una caratteristica apparentemente impossibile — un vertebrato dal sangue incolore — può diventare la firma di un'intera famiglia di animali.