Il “carburante per l’evoluzione” è più abbondante di

L’evoluzione darwiniana è il processo mediante il quale la selezione naturale promuove i cambiamenti genetici nei tratti che favoriscono la sopravvivenza e la riproduzione degli individui. La rapidità con cui avviene l’evoluzione dipende in modo critico dall’abbondanza del suo “carburante”: quanta variazione genetica c’è nella capacità di sopravvivere e riprodursi. Una nuova ricerca condotta da un gruppo di ricerca internazionale in collaborazione con il Leibniz Zoo and Wildlife Research Institute (Leibniz-IZW) ha ora scoperto che le materie prime per l’evoluzione sono più abbondanti negli animali selvatici di quanto si pensasse in precedenza. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Science.

Darwin credeva che il processo di evoluzione fosse qualcosa di lento, che può essere visto solo attraverso le ere geologiche. Tuttavia, da allora i ricercatori hanno scoperto molti esempi di evoluzione avvenuti in pochi anni. Un esempio è la popolazione britannica della falena maculata, la cui abbondanza è cambiata radicalmente in pochi decenni, a causa dell’evoluzione per selezione naturale a favore di forme diverse a seconda del livello di inquinamento atmosferico. Tuttavia, non è chiaro con quale rapidità gli animali con una vita più lunga come uccelli e mammiferi possano evolversi e adattarsi ai cambiamenti ambientali.

Guidato dal dottor Timothy Bonet dell’Australian National University, un team di 40 ricercatori di 27 istituzioni ha affrontato questa domanda e ha misurato la quantità di “combustibile di evoluzione” generalmente presente nelle popolazioni selvatiche di uccelli e mammiferi. Risposta: Molti gruppi di uccelli e mammiferi possono evolversi in modo sorprendentemente veloce: la quantità di variazione genetica nella capacità di sopravvivere e riprodursi è da due a quattro volte maggiore di quanto si pensasse in precedenza.

Uno dei motivi per cui studi precedenti hanno sottovalutato la capacità evolutiva delle specie è che il lavoro precedente non ha tenuto pienamente conto degli individui che non hanno mai prodotto prole. Ciò richiede lo sviluppo di nuovi metodi statistici, nonché un’attenta selezione dei dati utilizzati nello studio. Solo le popolazioni selvatiche sono state studiate con molta attenzione e per molti anni possono essere qualificate per questo compito. “Per fare questo studio, dovevamo sapere quando ogni individuo è nato, con chi si accoppia, quando ha avuto figli e quando è morto”, ha detto Bonnet. Nonostante questa difficoltà, sono stati in grado di combinare 2,6 milioni di ore di raccolta di dati sul campo e analisi genetiche nel corso di decenni da 19 gruppi di 15 specie di tutto il mondo.

“Questo è stato un meraviglioso lavoro di squadra, reso possibile perché i ricercatori di tutto il mondo sono stati felici di condividere i loro dati in una grande collaborazione. Dimostra anche il valore degli studi a lungo termine con l’osservazione dettagliata delle storie di vita degli animali per aiutarci a capire il processo di evoluzione in natura”, ha affermato la professoressa Loeske Kruuk, anch’essa dell’ANU (e ora all’Università di Edimburgo, nel Regno Unito).

Una delle popolazioni incluse nello studio è la iena maculata nel cratere di Ngorongoro in Tanzania. Gli scienziati di Leibniz-IZW hanno studiato questo gruppo per più di 26 anni e compilato lignaggi genetici che abbracciano più di 2.000 individui in otto generazioni. Altre popolazioni includevano gli splendidi uccelli fatati dall’Australia, cantanti passeri dal Canada e cervi rossi dalla Scozia.

Se il nuovo studio rivela più “carburante per l’evoluzione” del previsto, rivela anche differenze marcate tra le specie. Si scopre che le iene maculate hanno il “carburante” più grande di tutte le 15 specie studiate. Questa è stata una sorpresa per il team Leibniz-IZW. Le iene maculate possono vivere in tutti i tipi di habitat e sono l’animale carnivoro più diffuso in Africa. Ciò indica che possono adattarsi bene a nuovi ambienti, ma non ci aspettavamo che fossero tra le specie meglio attrezzate”, ha affermato il dott. Oliver Höner di Leibniz-IZW e coautore dello studio.

Oltre a raccogliere un’enorme quantità di dati nel corso di decenni e sviluppare nuovi metodi, il team ha dovuto superare un’ulteriore sfida. In specie altamente sociali come la iena maculata, i cambiamenti nei tratti che influenzano la sopravvivenza e la riproduzione di un individuo possono essere guidati non solo dall’eredità genetica, ma anche da processi sociali come l’apprendimento sociale. Il metodo utilizzato per valutare la quantità di “carburante di evoluzione” non può affrontare le specificità di ciascuna popolazione. Pertanto, il team ha dovuto trovare un modo per verificare potenziali pregiudizi causati dall’eredità sociale. Per fare ciò, il dottor Alexander Courtauld e il dottor Liam Bailey di Leibniz-IZW, finanziato dal DFG, hanno progettato una simulazione al computer che rappresentava un gruppo di iene teoriche in cui l’eredità è solo sociale e hanno confrontato la quantità stimata di “carburante di evoluzione” per queste ipotetiche iene a popolazioni reali. “Questo test aggiuntivo non ha cambiato i risultati, suggerendo che le popolazioni di iena potrebbero effettivamente avere una quantità relativamente alta di ‘carburante di evoluzione’ incorporato nel loro pool genetico”, ha detto Corteol.

Secondo i ricercatori, le loro scoperte hanno implicazioni per le previsioni dell’adattamento delle specie al cambiamento ambientale. “Questa ricerca ci ha mostrato che l’evoluzione non può essere esclusa come un processo che consente alle specie di sopravvivere in risposta a un rapido cambiamento ambientale”, ha affermato il dott. Bonnet. “Con gli habitat di molte specie che cambiano a un ritmo crescente, non vi è assolutamente alcuna garanzia che queste popolazioni saranno in grado di tenere il passo. Ma quello che possiamo dire è che l’evoluzione è un motore più importante di quanto si pensasse in precedenza nella capacità delle popolazioni di adattarsi ai cambiamenti ambientali che stiamo vedendo. Attualmente”.