La genetica del becco dei fringuelli delle Galapagos

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Individuato un gene che determina la dimensione del becco dei fringuelli delle Galapagos: avrebbe contribuito al loro adattamento locale e alla loro diversificazione

I fringuelli delle isole Galapagos, della famiglia Geospizinae, sono noti (sebbene erroneamente; Pikaia ne ha parlato qui) per aver ispirato, insieme ad altre, Charles Darwin nella formulazione della prima versione della teoria dell’evoluzione per selezione naturale. Questi uccelli sono infatti degli esempi ‘da manuale’ di adattamento alle condizioni ecologiche locali, di diversificazione e speciazione a partire da un antenato comune. I fringuelli di Darwin sono infatti almeno 14 specie diverse tutte endemiche delle isole Galapagos, ad eccezione di Pinaroloxias inornata che si trova solo Cocos Island, a sud-ovest del Costa Rica. Sull’arcipelago a largo dell’Ecuador si sono differenziate nelle diverse isole in seguito all’adattamento alle condizioni locali e hanno occupato diverse nicchie ecologiche, dall’ambiente terricolo a quello arboricolo. La principale caratteristica che ha consentito, e tuttora consente, una tale specializzazione ecologica è la morfologia del becco.

La forma e la dimensione del becco sono infatti due tratti strettamente legati all’utilizzo delle risorse alimentari presenti nelle diverse isole, consentendo l’adattamento locale, che poi avrebbe trainato la differenziazione di altre caratteristiche (ad esempio, il canto) e il successivo isolamento riproduttivo. E così, le specie dal becco grosso si sono specializzate nel frantumare i semi dal guscio spesso, mentre quelle con becchi piccoli a nutrirsi di risorse più facilmente reperibili. Altri invece lo usano per ‘impugnare’ spine di cactus e catturare piccoli artropodi.

Per queste loro peculiarità, i fringuelli delle Galapagos sono stati oggetto di approfonditi studi, in particolare da Peter e Rosemary Grant della Princeton University, che ne seguono l’evoluzione dal 1973. Negli ultimi anni, con l’avvento di più rapide ed economiche procedure di sequenziamento del DNA, gli studi si sono maggiormente concentrati sui geni coinvolti nell’adattamento e la speciazione di questi uccelli. Dopo la recente individuazione ALX1, gene che sembra influenzare la variazione nella morfologia del becco (Pikaia ne ha parlato qui), uno studio pubblicato sull’ultimo numero di Science ne ha identificato un altro. Il gene in questione si chiama HMGA2 e varia considerevolmente tra specie che presentano becchi di dimensioni diverse ed la sua individuazione è stata possibile grazie al sequenziamento del genoma di 60 fringuelli di diverse specie. La sua variabilità ha contribuito, ad esempio, alla rapida modificazione delle dimensioni del becco di Geospiza fortis osservate in seguito ad episodi di siccità (ad esempio, quello avvenuto nel 2004-2005).

L’evoluzione dei fringuelli di Darwin continua e siamo sempre più vicini a capirne le intime cause molecolari.


Riferimenti:
Sangeet Lamichhaney, Fan Han, Jonas Berglund, Chao Wang, Markus Sällman Almén, Matthew T. Webster, B. Rosemary Grant, Peter R. Grant, Leif Andersson. A beak size locus in Darwin’s finches facilitated character displacement during a drought. Science, 2016 DOI: 10.1126/science.aad8786

Immagine: By John Gould (14.Sep.1804 – 3.Feb.1881) [Public domain], via Wikimedia Commons