I colori della speciazione

I ciclidi (Famiglia Cichlidae) del Lago Vittoria e degli altri grandi laghi africani sono famosi per la loro incredibile varietà di forme e colori, che li rende tra i gruppi animali più studiati. Tra gli aspetti di maggior interesse vi è senza dubbio il fatto che le numerose specie esistenti, quasi tutte endemiche, si sono formate in tempi molto rapidi.

I ciclidi (Famiglia Cichlidae) del Lago Vittoria e degli altri grandi laghi africani sono famosi per la loro incredibile varietà di forme e colori, che li rende tra i gruppi animali più studiati. Tra gli aspetti di maggior interesse vi è senza dubbio il fatto che le numerose specie esistenti, quasi tutte endemiche, si sono formate in tempi molto rapidi. Si sitma infatti che le circa 500 specie di ciclidi del Lago Vittoria si siano originate in un tempo non superiore ai 40.000 anni.

Nel corso degli anni sono state proposte numerose ipotesi sui processi alla base di un così alto tasso di speciazione, come l’adattamento a diversi habitat e a differenti fonti di cibo, e molte di queste hanno chiamato in causa una forte selezione sessuale a carico dei maschi. Ma quale è l’aspetto che guida le femmine nella scelta di accoppiarsi con maschi che presentano determinate caratteristiche fenotipiche, come ad esempio una ben precisa colorazione? Un nuovo studio sperimentale, che ha meritato la copertina dell’ultimo numero della rivista Nature, ha messo in evidenza un aspetto poco conosciuto della biologia di questi pesci, che potrebbe aver contribuito in maniera determinante ai processi di speciazione per scelta femminile: la sensibilità nella percezione dei colori delle femmine, che può variare in seguito all’adattamento a condizioni ambientali diverse. 

Lo studio ha preso in considerazione due specie sorelle, Pundamilia pundamilia e Pundamilia nyererei, le cui livree nuziali dei maschi sono rispettivamente blu e bruna con sfumature rossicce. Le femmine di entrambe le specie hanno invece il corpo di una tonalità criptica giallognola, ma la loro preferenza sessuale, come verificato sperimentalmente, cade sempre verso i maschi conspecifici. Oltre alla colorazione del maschio, un altro fondamentale aspetto distingue le due specie: l’habitat. P. pundamilia vive infatti in acque superficiali, tendenti al blu, mentre P. nyererei vicino al fondale lacustre, dalle acque più torbide di colore tipicamente rosso-marrone.

Secondo i ricercatori, la speciazione in simpatria sarebbe avvenuta in seguito alla selezione del sistema sensoriale in un contesto non legato alla riproduzione. Questa idea è supportata dalla diversa espressione nelle due specie di alcuni geni delle opsine, i fotopigmenti visivi coinvolti nella percezione di differenti lunghezze d’onda. Le sostituzioni nucleotidiche nelle sequenze codificanti sembrano infatti selezionate positivamente, al contrario di quanto accade in molti altri geni in cui le mutazioni appaiono casuali.

In definitiva, concludono i ricercatori, le femmine abituate a percepire con maggior frequenza le lunghezze d’onda nel blu, quelle dunque che vivono in prossimità della superficie, preferirebbero così accoppiarsi con i maschi di quelle tonalità. Lo stesso discorso vale per gli individui adattati alla vita sul fondale, che prediligono la livrea nuziale rossa dei maschi. Questa preferenza femminile, favorita da un bias sensoriale, avrebbe dunque guidato la speciazione e creato una barriera di isolamento riproduttivo pre-zigotico.

Come è accaduto in questa coppia di specie, tale meccanismo potrebbe essere alla base di numerosi eventi di speciazione nei ciclidi africani, ma la forte pressione selettiva dovuta alla percezione femminile potrebbe risultare fortemente compromessa dalla distruzione del gradiente di colore tra la superficie e il fondale, a causa dall’inquinamento umano delle acque.

Andrea Romano


Ole Seehausen, Yohey Terai, Isabel S. Magalhaes, Karen L. Carleton, Hillary D. J. Mrosso, Ryutaro Miyagi, Inke van der Sluijs, Maria V. Schneider, Martine E. Maan, Hidenori Tachida, Hiroo Imai & Norihiro Okada. Speciation through sensory drive in cichlid fish. Nature 455, 620-626 (2 October 2008) | doi:10.1038/nature07285