Destinazione Panama

La formazione dello stretto lembo di terra che collega il nord e il sud del continente americano ha avuto importanti conseguenze biologiche e climatiche. La geologia ha stabilito che la regione ha completato la sua formazione intorno a 3,5 milioni di anni fa, ma un’analisi della vita terrestre e marina del continente suggerisce che questo sia stato solo l’ultimo atto di una storia più complessa

L’incontro, e lo scontro, tra animali terrestri del nord e del sud, la separazione tra il mar dei Caraibi e il Pacifico e l’interruzione di antiche correnti oceaniche con la modificazione dell’intero clima mondiale sono state alcune delle maggiori conseguenze della formazione dell’istmo di Panama. Lo studio della geologia dell’area ha potuto stimare con una buona precisione in 3,5 milioni di anni il momento della formazione definitiva dell’area, ma ha anche stabilito che il movimento tettonico che ha portato alla formazione dell’istmo è iniziato ben 25 milioni di anni fa. Molto prima della chiusura del passaggio tra pacifico e Caraibi, quindi, si erano probabilmente emerse, in forma di isole, masse terrestri tra il Nord e il sud America.

Questo secondo dato non è però evidentemente parso importante ai biologi che hanno studiato fino ad oggi gli spostamenti e l’evoluzione delle forme di vita terrestre e marina dell’area: si era sempre ritenuto che, per quanto stretti e poco profondi, i bracci di mare rimasti a collegare Pacifico e Atlantico fossero sufficienti a bloccare lo spostamento della fauna terrestre; oltre che a consentire scambi genetici tra le forme di vita acquatica presenti ai due lati dell’istmo in formazione. Per questo stesso motivo i vari orologi molecolari e di datazione dei fossili relativi a nascita o estinzione di specie dell’intero continente erano stati finora tarati per coincidere con tempi geologici di formazione definitiva dell’America centrale.

Impulsi frequenti
Christine D. Bacon del distaccamento panamense dello Smithsonian Institute, insieme a colleghi di università statunitensi, svedesi e svizzere; ha pensato di riesaminare i dati molecolari e fossili relativi al mescolamento delle specie terrestri di nord e sud America, insieme alla separazioni delle specie marine caraibiche e pacifiche, eliminando la forzatura dovuta al vincolare l’inizio di questi eventi alla data geologica di chiusura definitiva dell’istmo di Panama. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sulla rivista PNAS: uno scenario, in cui una serie di impulsi migratori sempre più intensi e ravvicinati tra le faune del nord e sud America avviene a partire da 20 milioni di anni fa, appare molto più probabile di quello in cui lo scambio inizia per intero a partire dal momento di chiusura dell’istmo. Il motivo della natura periodica delle migrazioni non è del tutto chiaro, ma probabilmente è legato a variazioni climatiche e ambientali che le hanno rese possibili rendendo a tratti meno profonde le acque dei vari bracci di mare.

Una questione chiusa
Per quanto riguarda la vita marina, anche i destini genetici delle specie pacifiche e caraibiche sembrano aver iniziato a separarsi ben prima dei 3,5 milioni di anni canonici finora ipotizzati. I ricercatori hanno verificato come più probabile lo scenario in cui la nuova massa di terra in formazione ha prodotto graduali strappi, con l’impossibilità per molte specie di vita marina dei due oceani di continuare a costituire una popolazione unica. Secondo questa ipotesi, 10 milioni di anni fa le vie di comunicazione d’acqua ancora aperte erano già così strette e superficiali da impedire un significativo scambio fra le forme di vita marine adattate a profondità grandi o medie e permettendo al limite solo quelli fra specie in grado di vivere molto vicino alla superficie.

Da nord a sud e viceversa
La documentazione fossile ha finora raccontato che quando le faune terrestri del nord e sud America sono entrate in contatto fra loro è nato uno scontro da cui è uscita vincitrice la fauna nordamericana con numerose estinzioni di specie sudamericane (si era ipotizzato che molte specie del nord, giunte nel continente prevalentemente attraverso lo stretto di Bering, fossero già ben preadattate come forza di sbarco). Le ricerche in ambito genetico di Bacon e colleghi raccontano però una storia diversa rispetto ai fossili: gli impulsi migratori fra nord e sud sarebbero avvenuti in modo equivalente a partire da 20 milioni di anni fa e fino a 6 milioni di anni fa quando il flusso dal sud al nord sarebbe addirittura diventato prevalente. Gli autori ipotizzano che le discrepanze tra i dati fossili e genetici possano essere frutto dei differenti climi presenti nel continente; con le aree tropicali umide più ricche di vita, ma meno adatte alla formazione di fossili.

Non è questione di ecologia
Per finire i dati genetici e fossili hanno dimostrato che la probabilità delle varie linee evolutive di trasferirsi e insediarsi con successo oltre le barriere d’acqua della futura America centrale non sono state determinate da un loro adattamento a un particolare habitat o da loro particolari caratteristiche ecologiche. Pare quindi che, come spesso accade in evoluzione, il successo o l’estinzione siano state almeno in parte determinate dal caso e dalla fortuna. Tenere conto dei dati geologici è una parte imprescindibile nello studio dell’evoluzione e nella nascita di nuove specie, ma questi dati presentano una sensibilità piuttosto scarsa e difficilmente distinguono ostacoli geografici impossibili da superare per la vita da altri che invece si possono scavalcare. La possibilità di tarare l’orologio genetico molecolare in modo indipendente dalla geologia o dai fossili offre possibilità interessanti anche a paleontologia e geologia.


Riferimenti:
Bacon CD, Silvestro D, Jaramillo C, Smith BT, Chakrabarty P, Antonelli A. Biological evidence supports an early and complex emergence of the Isthmus of Panama. Proc Natl Acad Sci U S A. 2015 May 12;112(19):6110-5. doi: 10.1073/pnas.1423853112. Epub 2015 Apr 27.