Il cambiamento climatico sta esacerbando problemi come la perdita di habitat e gli sbalzi di temperatura che hanno già spinto molte specie animali al limite. Ma gli scienziati possono prevedere quali animali saranno in grado di adattarsi e sopravvivere?
Usando il sequenziamento del genoma, i ricercatori della McGill University mostrano che alcuni pesci, come lo spinarello, possono adattarsi molto rapidamente ai cambiamenti stagionali estremi. Le loro scoperte potrebbero aiutare gli scienziati a prevedere il futuro evolutivo di queste popolazioni.
Oggetto di studio diffuso tra gli ecologisti evolutivi, gli spinarelli sono noti per le loro diverse forme, dimensioni e comportamenti. Inoltre, possono vivere sia in acqua di mare sia in acqua dolce, e sotto una vasta gamma di temperature. Ma cosa rende questa specie così resistente?
Cambiamento climatico: le specie che meglio si adattano all’evoluzione
Identificare le basi genetiche degli adattamenti, per esempio, all’acqua dolce o in risposta al cambiamento climatico, può essere impegnativo.
“La versione moderna dell’idea di Darwin dell’evoluzione per selezione naturale presuppone che gli organismi con geni che favoriscono la sopravvivenza e la riproduzione tenderanno a lasciare più figli dei loro pari, facendo sì che i geni aumentino di frequenza nel corso delle generazioni. Come risultato, le popolazioni diventano adattate o meglio adatte ai loro ambienti nel corso del tempo”.
Dichiara l’autore principale Alan Garcia-Elfring; un candidato al dottorato sotto la supervisione di Rowan Barrett, il Canada Research Chair of Biodiversity Science alla McGill University.
“Tuttavia, questo processo è stato tipicamente studiato retrospettivamente, in popolazioni che si sono adattate ai loro ambienti attuali molto tempo fa. Questo può rendere difficile capire la sequenza degli eventi – per esempio, quali tratti erano più importanti e quando – che hanno portato al loro adattamento“. Aggiunge.
Selezione naturale in tempo reale
Per studiare la selezione naturale in azione, i ricercatori hanno monitorato sei popolazioni di pesce spinarello prima e dopo i cambiamenti stagionali del loro ambiente, utilizzando il sequenziamento del genoma. Gli spinarelli trovati in diversi estuari lungo la costa della California forniscono una rara opportunità di studiare la selezione naturale in tempo reale. I cambiamenti stagionali guidati da inverni umidi ed estati secche provocano drastici cambiamenti nella struttura dell’habitat e nell’equilibrio tra acqua salata e acqua dolce, e solo i pesci in grado di tollerare questi rapidi cambiamenti sopravvivono nella stagione successiva.
Gli estuari sono periodicamente isolati dall’oceano a causa della formazione di barre di sabbia durante i mesi estivi secchi.
“Questi cambiamenti probabilmente assomigliano ai cambiamenti di habitat sperimentati dalle popolazioni di spinarello quando hanno colonizzato molti laghi d’acqua dolce appena creati dall’oceano dopo che i ghiacciai si sono ritirati 10.000 anni fa”; sottolinea il professor Barrett. “Speriamo di ottenere informazioni sui cambiamenti genetici che possono essere stati causati dalla selezione naturale in passato”.
L’importanza di studiare le specie in ambienti dinamici
I ricercatori hanno scoperto prove di cambiamenti genetici guidati dai cambiamenti stagionali dell’habitat che rispecchiano le differenze trovate tra le popolazioni d’acqua dolce e salata stabilite da tempo.
“Questi cambiamenti genetici si sono verificati in popolazioni indipendenti nel corso di una sola stagione, evidenziando quanto velocemente gli effetti della selezione naturale possono essere rilevati”, dice Alan Garcia-Elfring.
“I risultati sono importanti perché suggeriscono che potremmo essere in grado di utilizzare le differenze genetiche che si sono evolute in passato come un modo per prevedere come le popolazioni possono adattarsi a fattori di stress ambientale come il cambiamento climatico in futuro” conclude.
La ricerca sottolinea l’importanza di studiare le specie in ambienti dinamici, come gli estuari a barra; questo per ottenere una migliore comprensione di come opera la selezione naturale. In ulteriori ricerche, hanno in programma di indagare su quanto siano ripetibili gli spostamenti genetici osservati, testando se si presentano anno dopo anno. Ciò dimostrerebbe la loro capacità di prevedere in modo affidabile il futuro evolutivo di queste popolazioni.
