La storia delle falene pepate è un racconto evolutivo da manuale. Mentre il fumo di carbone oscurava la corteccia degli alberi vicino alle città inglesi durante la rivoluzione industriale, le falene pepate dal corpo bianco divennero bersagli evidenti per i predatori e il loro numero diminuì rapidamente. Nel frattempo, le falene dal corpo nero, che erano state rare, prosperarono e divennero dominanti nel loro ambiente appena oscurato.
Le falene pepate sono diventate un classico esempio di come il cambiamento ambientale guidi l’evoluzione delle specie. Ma negli ultimi anni, gli scienziati hanno iniziato a pensare al processo inverso. Potrebbe esserci un ciclo di feedback in cui l’evoluzione delle specie guida il cambiamento ecologico? Ora, un nuovo studio condotto da ricercatori dell’Università del Rhode Island mostra alcune delle migliori prove di questo fenomeno.
In una ricerca pubblicata su Atti dell’Accademia Nazionale delle Scienze, i ricercatori mostrano che un cambiamento evolutivo nella lunghezza delle zampe delle lucertole può avere un impatto significativo sulla crescita della vegetazione e sulle popolazioni di ragni sulle piccole isole delle Bahamas. Questa è una delle prime volte, affermano i ricercatori, che effetti così drammatici sull’evoluzione dell’ambiente sono stati documentati in un ambiente naturale.
“L’idea qui è che, oltre all’ambiente che modella i tratti degli organismi attraverso l’evoluzione, quei cambiamenti di tratto dovrebbero alimentare e guidare i cambiamenti nelle relazioni predatore-preda e altre interazioni ecologiche tra le specie”, ha detto Jason Kolbe, professore di scienze biologiche. scienze presso l’Università del Rhode Island e uno degli autori senior dello studio. “E abbiamo davvero bisogno di capire come funzionano queste dinamiche in modo da poter fare previsioni su come persisteranno le popolazioni e che tipo di cambiamenti ecologici potrebbero derivare”.
Negli ultimi 20 anni, Kolbe e i suoi colleghi hanno osservato le dinamiche evolutive delle popolazioni di lucertole anole su una catena di minuscole isole delle Bahamas. La catena è composta da circa 40 isole che vanno da poche decine a poche centinaia di metri di superficie, abbastanza piccole da consentire ai ricercatori di tenere d’occhio le lucertole che vi abitano. E le isole sono abbastanza distanti che le lucertole non possono facilmente saltare da un’isola all’altra, quindi popolazioni distinte possono essere isolate l’una dall’altra.
Precedenti ricerche avevano dimostrato che le anole marroni si adattano rapidamente alle caratteristiche della vegetazione circostante. Negli habitat in cui il diametro della boscaglia e dei rami degli alberi è minore, la selezione naturale favorisce le lucertole con zampe più corte, che consentono agli individui di muoversi più rapidamente quando sfuggono ai predatori o cercano uno spuntino. Al contrario, le lucertole più slanciate tendono a cavarsela meglio dove gli alberi e gli arti delle piante sono più spessi. I ricercatori hanno dimostrato che questo tratto della lunghezza degli arti può evolversi rapidamente nelle anole marroni, in poche generazioni.
Per questo nuovo studio, Kolbe e il suo team hanno voluto vedere in che modo questo tratto evoluto della lunghezza degli arti potrebbe influenzare gli ecosistemi delle minuscole isole delle Bahamas. L’idea era di separare le lucertole dalle gambe corte e lunghe sulle loro isole, quindi cercare le differenze nel modo in cui le popolazioni di lucertole influenzano l’ecologia delle loro isole.
Armati di attrezzi speciali per combattere le lucertole – pali con minuscoli lacci fatti di filo interdentale all’estremità – il team ha catturato centinaia di anole marroni. Hanno quindi misurato la lunghezza delle gambe di ciascuna lucertola, mantenendo quelle i cui arti erano particolarmente lunghi o particolarmente corti e restituendo il resto allo stato selvatico. Una volta che ebbero popolazioni distinte di lucertole corte e lunghe, liberarono ogni popolazione su isole che in precedenza non avevano lucertole che vivevano su di esse.
Poiché le isole sperimentali erano per lo più ricoperte da vegetazione di diametro inferiore, i ricercatori si aspettavano che le lucertole dalle zampe corte si sarebbero adattate meglio a quell’ambiente, cioè più manovrabili e più capaci di catturare le prede tra gli alberi e la boscaglia. La domanda a cui i ricercatori volevano rispondere era se gli effetti ecologici di quei cacciatori altamente efficaci potessero essere rilevati.
Dopo otto mesi, i ricercatori hanno ricontrollato le isole per cercare differenze ecologiche tra le isole popolate dai gruppi a gambe corte e lunghe. Le differenze, si è scoperto, erano sostanziali. Sulle isole con lucertole dalle zampe più corte, le popolazioni di ragni ragnatela – una preda chiave per le anole marroni – sono state ridotte del 41% rispetto alle isole con lucertole allampanate. C’erano differenze significative anche nella crescita delle piante. Poiché le lucertole dalle zampe corte erano più brave a depredare gli insetti erbivori, le piante fiorirono. Sulle isole con lucertole dalle gambe corte, gli alberi di buttonwood avevano il doppio della crescita dei germogli rispetto agli alberi sulle isole con lucertole dalle gambe lunghe, hanno scoperto i ricercatori.
I risultati, afferma Kolbe, aiutano a chiudere il cerchio dell’interazione tra ecologia ed evoluzione.
“Questi risultati ci aiutano a chiudere quel ciclo di feedback”, ha detto Kolbe. “Sapevamo da ricerche precedenti che i fattori ecologici modellano la lunghezza degli arti, e ora mostriamo la relazione reciproca di quel cambiamento evolutivo sull’ambiente”.
Comprendere l’intera portata delle interazioni tra evoluzione ed ecologia sarà utile per prevedere i risultati ambientali, affermano i ricercatori, in particolare poiché le attività umane accelerano il ritmo del cambiamento sia evolutivo che ecologico in tutto il mondo.
La ricerca è stata finanziata dalla National Science Foundation (DMS-1716803 e DEB-2012985).
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
