Una popolazione di galli cedroni è più resistente del previsto, secondo uno studio genetico

Secondo i ricercatori, le popolazioni di galli cedroni della Pennsylvania sono diminuite fino al 70% dall’inizio degli anni ’60, con uccelli nella parte meridionale dello stato particolarmente colpiti dal virus del Nilo occidentale, che si diffonde attraverso le zanzare, e dalla frammentazione dell’habitat dovuta allo sviluppo .

“Secondo tutti i parametri tipici, il gallo cedrone è in uno stato di rapido declino”, ha affermato Julian Avery, professore associato di ricerca sulla conservazione della fauna selvatica alla Penn State e coautore dell’articolo. “Tuttavia, fino ad ora, nessuno aveva utilizzato strumenti genetici per studiare gli effetti di questo declino a un livello più profondo. Applicando il sequenziamento dell’intero genoma, abbiamo scoperto che l’uccello sta geneticamente meglio di quanto sospettassimo, il che significa che la protezione dell’habitat e altri interventi di gestione possono funzionare per proteggere questa specie.”

Leilton Luna, ricercatore post-dottorato presso la Penn State e autore corrispondente dell’articolo, ha spiegato che quando le dimensioni della popolazione di un organismo diminuiscono troppo a causa di malattie o perdita di habitat, possono verificarsi consanguineità, che possono portare a un declino della diversità genetica nel tempo.

“Le popolazioni con una bassa diversità genetica hanno difficoltà ad evolversi in risposta ai cambiamenti delle condizioni ambientali e sono maggiormente a rischio di estinzione”, ha detto Luna. “Nel caso del gallo cedrone della Pennsylvania, a causa del forte calo della popolazione, certamente non ha le stesse condizioni genetiche sane che aveva in passato. Ciononostante, gli attuali livelli di diversità genetica e connettività ci danno grandi speranze per la preservazione di questa specie.”

Come passo iniziale, il team ha prodotto il primo genoma di riferimento di alta qualità per il gallo cedrone. Un genoma di riferimento, ha detto Luna, è un esempio rappresentativo dei geni di un particolare organismo.

“Questo genoma di riferimento funge da base genetica standardizzata, facilitando confronti accurati della diversità dell’intero genoma tra individui e popolazioni”, ha affermato Luna. “Inoltre, questa risorsa genomica ci consentirà di indagare questioni importanti, come ad esempio se specifici componenti genetici, come i geni adattati, contribuiscono a variare le risposte della popolazione al virus del Nilo occidentale in diverse popolazioni di galli cedroni.”

Per studiare la salute della popolazione del gallo cedrone in Pennsylvania, il gruppo di ricerca ha sequenziato 54 genomi di uccelli individuali all’interno di habitat che erano sia frammentati dallo sviluppo che intatti. I ricercatori hanno esaminato i dati della sequenza per cercare prove del flusso genico, che indica che il materiale genetico viene facilmente scambiato tra le popolazioni migratorie.

“Abbiamo confrontato ogni individuo con ogni altro individuo che abbiamo campionato”, ha detto Luna. “In questo modo, siamo stati in grado di dire se gli uccelli appartengono tutti a un’unica popolazione geografica o a popolazioni diverse, e come fattori ambientali come la frammentazione dell’habitat e l’elevazione del terreno influenzano l’effettiva dispersione degli uccelli e, quindi, lo scambio dei geni.”

Ha affermato che l’analisi del DNA effettuata dal team ha fornito prove deboli della suddivisione della popolazione in tutto lo stato, sebbene i ricercatori abbiano identificato una ridotta connettività genetica nel sud, dove l’habitat degli uccelli è frammentato dallo sviluppo umano.

“Questo ci dice che la popolazione potrebbe non stare così male come ci aspettavamo”, ha detto Luna. “Ci ha anche aiutato a informare i gestori della fauna selvatica quali aree trarrebbero maggiori benefici dallo sviluppo dei corridoi dell’habitat. Tuttavia, è solo un’istantanea della popolazione in questo particolare momento. In futuro, speriamo di analizzare il DNA degli esemplari museali in modo possiamo confrontare la diversità genetica e la connettività delle popolazioni odierne con quelle di prima che il virus del Nilo occidentale fosse presente e prima che l’habitat fosse così frammentato”.

Sorprendentemente, ha detto il team, si è imbattuto anche nella presenza di due “anomalie” genetiche, chiamate inversioni cromosomiche. Questi si verificano quando un segmento di DNA si stacca e poi si riattacca in ordine inverso.

“Abbiamo trovato inversioni cromosomiche in alcuni degli individui che abbiamo campionato, e queste sono state trovate in individui provenienti da tutto il Commonwealth”, ha detto il coautore David Toews, assistente professore di biologia alla Penn State.

“I dati sono molto chiari”, ha detto. “Ci sono questi due grandi pezzi del genoma del gallo cedrone che sono altamente differenziati dal resto del genoma e non sono associati ad alcun modello geografico evidente tra gli uccelli. Aggiunge una divertente increspatura alla storia.”

Toews ha osservato che inversioni cromosomiche erano state riscontrate in precedenza in altre specie di uccelli e si esprimevano, ad esempio, attraverso diversi modelli di piumaggio o comportamenti più aggressivi. Ha detto che la squadra non sa ancora come le inversioni potrebbero influenzare il gallo cedrone. È un argomento che il team intende indagare ulteriormente.

Nel frattempo, ha detto Toews, le inversioni cromosomiche hanno importanti implicazioni per la conservazione.

“In superficie, tutti i galli cedroni sembrano abbastanza simili, ma in realtà hanno profonde differenze genetiche”, ha detto. “Nel contesto della conservazione, potrebbe essere importante pensare oltre la specie nel suo insieme e considerare la protezione degli individui con queste variazioni genetiche.”

Avery ha osservato che la Penn State ha una lunga storia di collaborazione con agenzie statali – come la Pennsylvania Game Commission, la Pennsylvania Fish and Boat Commission e il Pennsylvania Department of Conservation and Natural Resources – per raccogliere e analizzare dati scientifici che possano aiutare a definire le strategie di conservazione. . Secondo lui, i risultati del team suggeriscono che alcuni interventi di gestione potrebbero aiutare gli uccelli a mantenere popolazioni sane. Questi includono:

• Creare e mantenere habitat che colleghino funzionalmente regioni e popolazioni forestali
• Valutare l’impatto della caccia per garantire il raccolto non sta contribuendo al declino delle popolazioni più vulnerabili
• Implementare un monitoraggio genetico periodico per tenere traccia dei cambiamenti e valutare se gli interventi sull’habitat portano a cambiamenti genetici positivi

“Non solo i galli cedroni svolgono un ruolo importante nell’ecosistema, ma sono anche davvero interessanti”, ha detto Avery. “I maschi emettono questo suono di tamburi in primavera per attirare i compagni. Puoi sentire fisicamente i bassi quando suonano i tamburi nei boschi. Inoltre abbinano i tamburi a una vistosa esibizione di piume ornamentali e a una coda spiegata, simile a quella degli animali più grandi.” -le migliori prestazioni di un pavone maschio. Per finire, durante l’autunno, al gallo cedrone crescono queste affascinanti estensioni delle scaglie dei piedi che possono aiutare ad aumentare la superficie durante i mesi invernali. Sono semplicemente belli e bizzarri, e meritano la nostra attenzione per la conservazione.”

Altri autori dell’articolo includono Lisa Williams, biologa della fauna selvatica; Kenneth Duren, supervisore della sezione selvaggina; e Reina Tyl, biologa della fauna selvatica, tutti presso la Pennsylvania Game Commission.

La Pennsylvania Game Commission ha sostenuto questa ricerca.