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La dormienza emerge come risposta evolutiva naturale asovra-predazione, ritrovamenti di studio

Perché faccia i predatori a volte fanno le uova dormienti -- uova che sono resistenti, ma richiedono molto tempo covare e sono costoso produrre?

Quella è la domanda a che i ricercatori dall'università tecnologica di Singapore e dalla progettazione (SUTD) precisano per rispondere in un documento recente pubblicato nella scienza avanzata, un giornale di avanguardia della ricerca con un fattore di impatto di 15,804 (2019 imperniano i rapporti di citazione).

La risposta tradizionale è che queste uova resistenti permettono che la popolazione sopravviva alle condizioni ambientali dure, come l'inverno o la siccità. Tuttavia, questo non spiega perché le uova dormienti sono risiedute anche in habitat non stagionali, quali i laghi tropicali.

Il gruppo dei ricercatori piombo dall'assistente universitario Kang Hao Cheong da SUTD, in collaborazione con il Dott. Eugene V. Koonin, ricercatore senior agli istituti della sanità nazionali, ha scoperto una spiegazione alterna: La dormienza è una risposta naturale asovra-predazione. In habitat non stagionali, predano gli organismi, quali le alghe in un lago, diventano le popolazioni molto grandi. Ciò piombo i loro predatori, quale zooplancton, consumarli ad un tasso alto e svilupparsi in popolazione pure. Finalmente, questo piombo a consumo eccessivo. Mentre la popolazione delle alghe sprofonda, poco alimento è lasciato per un gran numero di zooplancton, che poi cominciano a morire di fame e morire.

Ha luogo durante questo periodo di penuria dell'alimento che la dormienza rende a molto senso. Se uno zooplancton avesse steso resistente, lento-covando le uova dormienti in anticipo, quelle uova probabilmente coverebbero dopo che le popolazioni della preda avevano recuperato, permettendoli di sopravvivere a e riprodurrsi. D'altra parte, se lo zooplancton avesse fatto soltanto le uova di rapido covata del regular, quelle uova probabilmente coverebbero in mezzo alla carestia e non aiuterebbero molto nel ripristino della popolazione dello zooplancton. Finalmente, quel lo zooplancton che fanno le uova dormienti dominerebbe soltanto la popolazione.

Nella scoperta della questa spiegazione, i ricercatori sono stati ispirati da un fenomeno chiamato il paradosso di Parrondo. Il paradosso specifica che è possibile da alternare fra un paio delle strategie perdenti, quali le scommesse di perdita in un gioco ed ancora finisce l'estrazione. Quando l'alimento è abbondanza, i ricercatori hanno rend contoere che la dormienza è similmente paradossale.

“Perché spenda l'energia extra che fa le uova dormienti, quando i vostri concorrenti è l'energia di risparmio facendo le uova regolari? E perché investa in uova che catturano più lungamente alla covata, quando i vostri concorrenti stanno facendo le uova che la covata più velocemente e svilupparsi rapidamente negli adulti? Quello era che cosa abbiamo dovuto spiegare,„ ha detto Zhi-Xuan Tan, l'autore principale dello studio. “Appena come nel paradosso di Parrondo, abbiamo avuti un paio delle strategie perdenti: la strategia di fare le uova dormienti e la strategia di rimanere dormiente come uovo invece di covata.„

Come i ricercatori scoperti, passando fra queste due strategie perdenti assicura la sopravvivenza contro le penurie alimentari create tramite sovra-predazione.

Le implicazioni di questo studio potrebbero andare oltre la spiegazione perché i predatori fanno le uova dormienti. “Una delle prime applicazioni del paradosso di Parrondo era realmente di spiegare un trattamento biologico: come i motori molecolari in nostri muscoli potrebbero produrre il movimento direzionale continuo„, assistente universitario osservato Kang Hao Cheong da SUTD, il ricercatore principale per questo studio. “Crediamo che la pertinenza del paradosso di Parrondo con biologia potrebbe essere più ampia ancora.„

Per esempio, i ricercatori suggeriscono che il paradosso di Parrondo potrebbe anche spiegare perché batterio-infettando i virus alterni spesso fra una fase lisogena dormiente, dove i virus incorporano il loro DNA nel genoma batterico e una fase litica contagiosa e dell'attivo, che uccide i batteri.

Andando più avanti, potremmo anche potere spiegare l'evoluzione di vita multicellulare. Come gli organismi unicellulari hanno cominciato cooperare abbastanza per formare gli organismi multicellulari quando imbrogliare ed approfittare di altre celle potrebbero dare spesso i migliori risultati? Poichè la cooperazione è una strategia perdente in questo contesto, sospettiamo che il paradosso di Parrondo potrebbe rendimento giorno alcune risposte.„

Kang Hao Cheong, assistente universitario, SUTD

Source:
Journal reference:

Tan, Z-X., et al. (2020) Predator Dormancy is a Stable Adaptive Strategy due to Parrondo's Paradox. Advanced Science. doi.org/10.1002/advs.201901559.