Uno studente di biologia marina studia la forma del muso dei pesci ago della California

Aug 28, 2023

All'interno di un laboratorio a McCarthy Hall, la studentessa laureata in biologia Anabell Espinosa rimuove un campione museale di un pesce ago della California da un barattolo di vetro. Quindi posiziona il campione al microscopio per esaminarne la forma della testa.

Mentre scruta al microscopio, si concentra sulla testa per determinare le relazioni tra la morfologia della testa e l'ecologia e l'evoluzione di questi pesci lunghi e sottili.

Con una faccia che ricorda un drago marino, un corpo simile a un serpente e un muso sottile, cinque specie di pesci ago sono state storicamente segnalate nelle acque costiere della California meridionale. I pesci ago, che crescono da 6 a 8 pollici di lunghezza, sono parenti del cavalluccio marino e del drago marino che vivono in modo criptico tra le fanerogame e le alghe.

Uno studio del 2019 pubblicato sul Journal of Fish Biology da biologi marini, tra cui Douglas J. Eernisse e Kristy L. Forsgren, professori di scienze biologiche della Cal StateFullerton, ha proposto di classificare quattro di questi pesci ago in un'unica specie poiché hanno la stessa composizione genetica e caratteristiche simili.

Anche così, all'interno di questa specie recentemente rivista (Syngnathus californiensis), sembrano esserci due forme di testa cospicue con caratteristiche diverse di bocca e muso, ha detto Ryan Walter, professore associato di scienze biologiche, consulente di ricerca di Espinosa.

Per saperne di più su queste due morfologie apparentemente diverse all’interno di questa specie, Espinosa sta caratterizzando la diversità delle forme della testa tra gli individui e cercando collegamenti con l’ambiente in cui si trovano questi pesci.

"La tesi di ricerca di Anabell aiuterà a documentare importanti variazioni morfologiche che probabilmente sono alla base delle differenze ecologiche tra i pesci ago della California", ha detto Walter.

Espinosa ha aggiunto che il suo studio fornirebbe agli scienziati maggiori informazioni sulle differenze morfologiche delle specie in base alla posizione in cui vivono questi pesci ago.

"Questa conoscenza migliorerà la nostra comprensione dei processi evolutivi e della diversificazione nei pesci ago dell'Oceano Pacifico orientale", ha affermato Espinosa, che ha studiato il DNA dei pesci ago da studente insieme a Walter.

Il premio Dr. Kenneth H. Coale Graduate Scholar Award del California State University Council on Ocean Affairs, Science & Technology (COAST) e la borsa di studio Veterans Student Success Scholarship e Pa'lante Fellowship della CSUF finanziano il suo progetto di ricerca.

Per il suo lavoro di laboratorio, Espinosa ha ottenuto esemplari museali dalle collezioni ittiologiche dei musei di storia naturale della contea di Los Angeles e dell'UC San Diego Scripps Institution of Oceanography.

Walter ha detto che Espinosa sta applicando la morfometria geometrica, una tecnica che può rivelare differenze sottili ma importanti nella forma degli organismi e nelle parti del corpo.

"Questa tecnica è stata utilizzata su pinne e mascelle di pesci, ali di farfalle e teschi di mammiferi per scoprire importanti fonti di variazione e rivelare novità evolutive", ha aggiunto.

I risultati della sua ricerca rivelano che la morfologia del muso del pesce ago della California sembra essere collegata al luogo in cui vive il pesce.

"In particolare, le popolazioni di pesci ago del nord - da San Francisco all'Alaska - hanno un muso più allungato, mentre i pesci ago delle località meridionali - da Santa Barbara alla Bassa California - hanno un muso più largo e più corto", ha detto Espinosa, che ha presentato virtualmente la sua ricerca quest'estate a Evolution. 2023, una conferenza di ricerca globale.

Le differenze potrebbero essere legate alle dimensioni dello zooplancton, minuscoli microrganismi acquatici che i pesci ago mangiano nei loro habitat, e all’efficienza dei loro tipi di muso.

“Le specie di zooplancton sono più diversificate alle latitudini più basse, con dimensioni sempre più piccole disponibili. I pesci ago trovati nelle località meridionali hanno un muso più largo. Un muso più largo consente ai pesci ago di nutrirsi di prede di varie dimensioni”, ha spiegato Espinosa.

"Il mio studio ha scoperto che i pesci ago delle popolazioni settentrionali hanno un muso più allungato, dove lo zooplancton alle latitudini più elevate tende ad essere più grande."

Precedenti studi sui comportamenti alimentari mostrano che i pesci ago con il muso più allungato hanno un successo maggiore quando catturano prede più grandi rispetto a quelle più piccole, hanno detto i ricercatori.