Gli spinarelli di Darwin

Gli spinarelli di acqua dolce (Gasterosteus aculeatus) si originarono da popolazioni marine che invasero ripetutamente i laghi costieri, comparsi in seguito al ritiro dei ghiacci nel periodo delle glaciazioni pleistoceniche. Nel corso degli ultimi 20.000 anni, in gran parte delle popolazioni d’acqua dolce si è verificata una vistosa riduzione della corazza ossea tipica della forma marina. Gli spinarelli di mare

Gli spinarelli di acqua dolce (Gasterosteus aculeatus) si originarono da popolazioni marine che invasero ripetutamente i laghi costieri, comparsi in seguito al ritiro dei ghiacci nel periodo delle glaciazioni pleistoceniche. Nel corso degli ultimi 20.000 anni, in gran parte delle popolazioni d’acqua dolce si è verificata una vistosa riduzione della corazza ossea tipica della forma marina.

Gli spinarelli di mare presentano infatti una corazza completa, formata da un numero di placche laterali compreso tra 30 e 36 su ciascun lato del corpo; al contrario, le popolazioni di acqua dolce possiedono in genere dalle 0 alle 9 placche e più raramente un numero intermedio, compreso tra 16 e 19. Gli individui con la corazza ridotta sono infatti favoriti in questo tipo di ambiente, in quanto nelle acque dolci è più difficile reperire le risorse minerali per la costruzione delle placche. La corazza rappresenta dunque un ingente costo, in quanto rallenta la crescita e incrementa le probabilità di essere predati da larve di insetto; inoltre gli spinarelli privi di placche ossee raggiungono dimensioni maggiori e hanno dunque più chances di difendere un territorio e di accoppiarsi con successo.

In precedenza si è dimostrato come la perdita della corazza sia legata all’espressione di un allele, chiamato Ectodysplasin (Eda), che in ambiente marino è piuttosto raro, con una frequenza vicina all’1%. Essendo la riduzione del numero di placche ossee comune a tutte le popolazioni che vivono inelle acque interne, si pensa che in questo tipo di ambiente avvenga una selezione positiva nei confronti dell’allele Eda. Dolph Schluter, famoso biologo evoluzionista della University of British Columbia, ha valutato questa ipotesi trasferendo in diversi stagni numerosi esemplari di spinarello marini, tutti eterozigoti per quel locus, e tracciando le frequenze dell’allele Eda nel corso dell tempo.

I risultati, presentati su Science Express, indicano che l’allele Eda sembra risultare favorito dalla selezione naturale già dopo una generazione, in quanto la sua frequenza supera il 50% in tutti i casi analizzati. Il vantaggio conferito dal possesso di questo allele viene tuttavia in parte compensato nelle prime fasi dello sviluppo, durante cui si verifica, in maniera controintuitiva, una selezione negativa nei confronti dei portatori di questa variante. Nelle prime fasi di crescita, infatti, i piccoli pesci destinati a sviluppare una corazza (quelli non portatori dell’allele Eda) non presentano ancora le placche e quindi non vengono sfavoriti dalla selezione naturale.

E’ possibile dunque che i due alleli siano favoriti nelle differenti fasi della vita degli spinarelli, anche se a lungo termine i portatori dell’allele Eda risulteranno complessivamente avvantaggiati.

Andrea Romano


Riferimenti:
Rowan D. H. Barrett, Sean M. Rogers, and Dolph Schluter. Natural Selection on a Major Armor Gene in Threespine Stickleback. Published online August 28 2008; 10.1126/science.1159978 (Science Express Reports)

Fonte dell’immagine: Wikimedia Commons