Gli uccelli in tutte le Americhe stanno diventando più piccoli e con ali più lunghe man mano che il mondo si riscalda e le specie dal corpo più piccolo stanno cambiando più velocemente.
Questa è la principale scoperta di un nuovo studio condotto dall’Università del Michigan, in programma per la pubblicazione online l’8 maggio sulla rivista Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze.
Lo studio combina i dati di due articoli pubblicati in precedenza che hanno misurato i cambiamenti delle dimensioni del corpo e della lunghezza delle ali in un totale di oltre 86.000 esemplari di uccelli in quattro decenni nel Nord e nel Sud America. Uno studio ha esaminato gli uccelli migratori uccisi dopo essersi scontrati con edifici a Chicago; l’altro guardava gli uccelli non migratori catturati con la rete in Amazzonia.
Sebbene i due set di dati non si sovrappongano sia nella composizione delle specie che nella geografia e i dati siano stati raccolti in modo indipendente utilizzando metodi diversi, gli uccelli in entrambi gli studi hanno mostrato diminuzioni similmente diffuse delle dimensioni del corpo con aumenti simultanei della lunghezza delle ali.
Ora, una nuova analisi dei dati combinati ha rivelato uno schema ancora più sorprendente: in entrambi gli studi, le specie di uccelli più piccole sono diminuite proporzionalmente più velocemente nelle dimensioni del corpo e sono aumentate proporzionalmente più velocemente nella lunghezza delle ali.
“Le relazioni tra le dimensioni del corpo e i tassi di cambiamento sono notevolmente coerenti in entrambi i set di dati. Tuttavia, il meccanismo biologico alla base del legame osservato tra le dimensioni del corpo e i tassi di cambiamento morfologico richiede ulteriori indagini”, ha affermato l’ornitologo della messaggistica unificata Benjamin Winger, uno dei due ricercatori dello studio. autori senior, un assistente professore di ecologia e biologia evolutiva e un assistente curatore presso il Museo di Zoologia.
Sia gli studi di Chicago che quelli dell’Amazzonia hanno attribuito la riduzione delle dimensioni corporee delle specie all’aumento delle temperature negli ultimi 40 anni, suggerendo che le dimensioni corporee possono essere un fattore determinante delle risposte delle specie ai cambiamenti climatici.
Anche così, secondo i ricercatori, il motivo esatto per cui le specie dal corpo più piccolo stanno cambiando più velocemente rimane una questione aperta.
Potrebbe essere che gli uccelli dal corpo più piccolo si stiano adattando più rapidamente alle pressioni evolutive. Ma i dati disponibili non hanno permesso al team guidato dalla messaggistica unificata di verificare se i cambiamenti di dimensione osservati rappresentano rapidi cambiamenti evolutivi in risposta alla selezione naturale.
“Se la selezione naturale gioca un ruolo nei modelli che abbiamo osservato, i nostri risultati suggeriscono che le specie di uccelli più piccole potrebbero evolversi più velocemente perché sperimentano una selezione più forte, sono più sensibili alla selezione, o entrambe le cose”, ha detto il co-autore senior Brian Weeks, un evoluzionista ecologista presso la UM School for Environment and Sustainability.
“In ogni caso, le dimensioni del corpo sembrano essere un mediatore primario delle risposte degli uccelli al cambiamento climatico contemporaneo”.
Quindi, se gli uccelli dal corpo più grande stanno rispondendo più lentamente al cambiamento globale, qual è la prognosi per i prossimi decenni, mentre le temperature continuano a salire?
“I nostri risultati suggeriscono che le grandi dimensioni corporee potrebbero esacerbare ulteriormente il rischio di estinzione limitando il potenziale di adattamento al cambiamento antropogenico rapido e in corso”, ha affermato l’autore principale dello studio Marketa Zimova, ex ricercatore post-dottorato dell’UM Institute for Global Change Biology ora all’Appalachian State University.
“Al contrario, l’effetto della dimensione corporea sui tassi evolutivi potrebbe aumentare la persistenza di piccoli taxa se la loro morfologia in rapida evoluzione riflette una risposta adattativa più rapida alle mutevoli condizioni”.
Il nuovo studio ha analizzato i dati di 129 specie di uccelli: 52 specie migratorie nidificanti in Nord America e 77 specie residenti in Sud America. Gli 86.131 campioni sono stati raccolti all’incirca nello stesso periodo utilizzando tecniche diverse.
L’uccello più piccolo tra le specie di Chicago era il re dalla corona d’oro (Regulus satrapa) con una dimensione media di 5,47 grammi, e il più grande era il grackle comune (Quiscalus quiscula) con 107,90 grammi. Tra le specie amazzoniche, la ninfa dei boschi dalla coda forcuta (Thalurania furcata) era la più piccola con 4,08 grammi, e la più grande era il motmot amazzonico (Momotus momota) con 131,00 grammi.
Il set di dati nordamericano è stato derivato da uccelli recuperati dal personale e dai volontari del Field Museum di Chicago dopo collisioni con edifici cittadini. Per ciascuno dei 70.716 individui, l’ornitologo del Field Museum David Willard ha misurato la lunghezza del becco, la lunghezza delle ali, la massa corporea e la lunghezza di un osso della parte inferiore della gamba chiamato tarso.
“Gli uccelli raccolti dalle collisioni di finestre a Chicago stanno fornendo informazioni sui cambiamenti morfologici legati al cambiamento climatico. È estremamente gratificante vedere i dati di questi uccelli analizzati per una migliore comprensione dei fattori che guidano questi cambiamenti”, ha affermato Willard, responsabile delle collezioni emerito. e coautore del nuovo studio PNAS.
Il set di dati dell’Amazzonia contiene misurazioni di 15.415 uccelli non migratori catturati con reti di nebbia nella foresta pluviale, misurati e poi rilasciati. Durante il periodo di studio sono state costantemente registrate due misurazioni: la massa e la lunghezza dell’ala.
I set di dati ampi e complementari hanno fornito un’opportunità unica per verificare se due tratti fondamentali dell’organismo – dimensioni del corpo e lunghezza della generazione – hanno modellato le risposte degli uccelli ai rapidi cambiamenti ambientali.
Tra i biologi, si presume ampiamente che la durata della generazione di una specie, definita come l’età media degli individui che producono prole, sia un importante predittore della sua capacità di adattarsi ai rapidi cambiamenti ambientali.
Si prevede che gli organismi a vita più breve che si riproducono su scale temporali relativamente brevi, come i topi, si evolvano più velocemente delle creature con generazioni più lunghe, come gli elefanti, perché i topi hanno opportunità più frequenti di utilizzare le mutazioni genetiche casuali generate durante la riproduzione .
Gli autori del nuovo studio PNAS hanno utilizzato modelli statistici per testare l’importanza sia della lunghezza della generazione che delle dimensioni corporee delle specie nel mediare i tassi di cambiamento morfologico negli uccelli.
Dopo aver controllato le dimensioni del corpo, non hanno trovato alcuna relazione tra la lunghezza della generazione e i tassi di cambiamento nelle specie di uccelli nordamericane. I dati sulla lunghezza delle generazioni non erano disponibili per gli uccelli sudamericani, quindi non sono stati inclusi in quella parte dell’analisi.
Allo stesso tempo, la nuova analisi ha mostrato che la dimensione corporea media di una specie era significativamente associata ai tassi di cambiamento misurati sia negli uccelli di Chicago che in quelli dell’Amazzonia.
“Le dimensioni del corpo possono essere un prezioso predittore della capacità di adattamento e della misura in cui l’evoluzione contemporanea può ridurre il rischio di estinzione tra le specie”, hanno scritto gli autori.
Oltre a Winger, Weeks, Zimova e Willard, gli autori del documento PNAS sono Sean Giery della Pennsylvania State University, Vitek Jirinec dell’Integral Ecology Research Center e Ryan Burner dell’US Geological Survey.
Lo studio è stato sostenuto dal finanziamento dell’Institute for Global Change Biology presso la UM School for Environment and Sustainability.
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