Gli squali sono tradizionalmente considerati un gruppo ben definito di vertebrati marini. Tuttavia, nuove analisi genomiche mettono in discussione questa classificazione consolidata. Una ricerca recente suggerisce infatti che non tutte le specie comunemente chiamate squali appartengano allo stesso gruppo biologico. Alcune potrebbero risultare evolutivamente più vicine a razze e mante che ad altri squali. Questa ipotesi nasce dallo studio comparato dei genomi di diverse specie di pesci cartilaginei.
Gli squali nel contesto dei vertebrati marini
Squali, razze, mante e chimere appartengono a uno dei tre principali gruppi di vertebrati esistenti. Le oltre 1.200 specie che compongono questo insieme svolgono un ruolo fondamentale negli ecosistemi marini e rappresentano un importante riferimento per comprendere l’evoluzione dei genomi e dei fenotipi dei vertebrati.
Secondo lo studio non ancora sottoposto a revisione tra pari “Phylogenomics and the origins of sharks”, pubblicato su bioRxiv dai ricercatori Chase Doran Brownstein e Thomas Near della Yale University, l’analisi genomica di diverse specie suggerisce che gli squali potrebbero non appartenere tutti allo stesso gruppo biologico, contrariamente a quanto indicato da precedenti ricerche basate su dati genetici più limitati.
L’idea che alcune categorie animali non siano gruppi biologici
Nel 1981 il biologo evoluzionista Stephen Jay Gould descrisse un fenomeno apparentemente paradossale: alcune creature marine come dipnoi e celacanti risultano evolutivamente più vicine ai tetrapodi, ovvero vertebrati con quattro arti, che non ad altri animali comunemente classificati come pesci.
Questo portò Gould a una conclusione provocatoria: il termine “pesci” non rappresenta un gruppo biologico unitario. Una situazione analoga potrebbe riguardare anche gli squali.
Il gruppo dei pesci cartilaginei e la loro evoluzione
Gli squali fanno parte dei Condritti, insieme a razze, pastinache e altre specie caratterizzate da uno scheletro cartilagineo. Questo gruppo condivide un antenato comune con i pesci ossei vissuto oltre 400 milioni di anni fa.
Secondo Gavin Naylor, biologo evoluzionista del Florida Museum of Natural History, gli animali riconoscibili come squali sono presenti da circa 330 milioni di anni.
Nonostante ciò, le relazioni evolutive tra le diverse specie di pesci cartilaginei restano incerte.
Nuove analisi genomiche sulle relazioni evolutive
Studi precedenti basati sull’anatomia e su dati genetici limitati avevano prodotto risultati contrastanti. Alcune ricerche suggerivano che razze e pastinache fossero separate dagli squali, mentre altre le consideravano parte di un sottogruppo di squali.
Negli ultimi anni i ricercatori hanno iniziato a ricostruire l’albero evolutivo degli animali utilizzando interi genomi, una strategia che ha spesso portato a risultati inattesi. Tuttavia gli squali erano rimasti relativamente poco analizzati con questo approccio.
Nel nuovo studio gli scienziati hanno ricostruito la filogenesi di squali, razze, mante e chimere analizzando i genomi di 48 specie, utilizzando differenti tipi di marcatori genetici.
I risultati sulle specie di squali esanchiformi
I ricercatori hanno esaminato due categorie di dati genetici:
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840 sequenze codificanti per proteine, condivise tra le specie analizzate
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circa 350 regioni ultraconservate, sequenze genetiche che evolvono molto lentamente
Dall’analisi di queste regioni è emerso che l’ordine degli Hexanchiformes, che comprende sette specie di squali, potrebbe rappresentare una linea evolutiva distinta rispetto al gruppo formato dagli altri squali insieme a razze e mante.
Monofilia o parafilia degli squali
Le diverse analisi genomiche hanno prodotto risultati differenti.
Gli esoni, cioè le porzioni di DNA che codificano proteine, supportano la visione tradizionale secondo cui gli squali formano un gruppo monofiletico, derivato da un antenato comune.
Al contrario, elementi ultraconservati e altri marcatori nucleari suggeriscono una struttura diversa: gli squali esanchiformi, che conservano una struttura mandibolare ancestrale, potrebbero essere il lignaggio fratello di tutti gli altri squali e delle razze.
Secondo l’interpretazione riportata da Nature, questo implicherebbe che molte specie considerate squali siano evolutivamente più vicine a razze e mante che non agli esanchiformi. In biologia tali gruppi vengono definiti parafileti.
L’importanza di una filogenesi accurata
Stabilire se gli squali siano monofiletici o parafiletici non modifica in modo significativo le ricostruzioni della loro storia evolutiva o l’origine di caratteristiche fondamentali come ecologia ancestrale e dimensione del genoma.
Tuttavia, come sottolinea Naylor, una filogenesi accurata rappresenta un passaggio fondamentale per comprendere i processi che hanno modellato la biodiversità.
L’evoluzione degli squali e dei pesci cartilaginei
Lo studio collega la diversificazione delle specie attuali di pesci cartilaginei alla trasformazione degli ecosistemi marini nel Mesozoico medio.
Secondo i ricercatori, la diversità degli squali moderni deriva da un’antica e rapida fase di diversificazione evolutiva. Anche se rimane incerta la loro monofilia, è comunque possibile raggiungere un consenso sui principali eventi evolutivi che hanno caratterizzato questo antico gruppo di vertebrati.
Per Brownstein, questi risultati suggeriscono che le razze potrebbero rappresentare semplicemente un altro tipo di squalo e che la tipica struttura corporea degli squali si sarebbe evoluta in una fase precedente.
Gli autori concludono che l’ipotesi parafiletica appare attualmente più supportata dalle analisi, ma sarà necessario sequenziare un numero maggiore di specie e analizzare ulteriori marcatori genetici per stabilire con certezza quale modello evolutivo sia corretto.