Le novità evolutive: un’arma a doppio taglio

Strutture complesse che hanno che hanno garantito l’adattamento all’ambiente nel passato, possono essere promotori di estinzione in seguito a cambiamenti cospicui dell’ambiente: il caso dei ciclidi del Lago Vittoria

Nel corso dell’evoluzione, mutazioni che comportano innovazioni benefiche per le specie vengono generalmente mantenute. In particolare, queste possono dar luogo a fenomeni di radiazione adattativa, favorendo cioè l’occupazione di nuove nicchie ecologiche da parte delle specie originatesi da un progenitore comune che, per primo, ha mostrato tale adattamento. Tuttavia, può capitare che una struttura adattativa, seppur positiva da un lato, possa risultare altamente negativa quando cambiano le condizioni ambientali.

Un esempio sono i pesci faringognati, gruppo di pesci ossei con ossa faringee inferiori fuse, con o senza una sutura mediana longitudinale. Queste alterazioni multiple all’apparato mandibolare hanno principalmente rinforzato il morso, consentendo a questi pesci di consumare, diversamente dalle specie che ne sono prive, anche piccoli molluschi con la loro conchiglia così come le parti dure di altri pesci, che altrimenti sarebbero difficili da processare. Tra questi pesci ci sono i ciclidi, che, grazie a questa innovazione, hanno potuto utilizzare diverse tipologie di prede, così come il raggiungimento di una spiccata specializzazione nella dieta, che ha, a sua volta, favorito la coesistenza di specie diverse nello stesso ambiente. Ciò nonostante, queste nuove innovazioni morfologiche hanno anche ridotto di molto la loro apertura boccale, facendo sì che il range dimensionale delle prede da loro utilizzabili si riducesse, dovendo quindi rinunciare a quelle di maggiori dimensioni.

La maggior parte dei taxa faringognati vive in acque marine poco profonde, fatta eccezione dei ciclidi (fam. Cichlidae) che si trovano in acque dolci tropicali. Questi ultimi sono particolarmente studiati e conosciuti per i loro rapidi tassi di speciazione e l’elevata ricchezza di specie che hanno raggiunto nei grandi laghi Africani. Inizialmente, i ciclidi hanno tranquillamente radiato nei Laghi Victoria e Tanganyika senza essere dovuti entrare in competizione stretta con le specie predatrici presenti. Sfortunatamente però negli anni ’50 fu introdotto il pesce persico del Nilo (Lates niloticus), altamente vorace e generalista, che ha causato seri problemi allo stato di conservazione dei ciclidi nel Lago Victoria. Nel Lago Tanganyika, invece, questi riescono a coesistere con L. niloticus, seppur con un ridotto tasso di speciazione e quindi, con un più basso numero di specie.

Un lavoro pubblicato su Science ha voluto approfondire proprio questa interazione tra il persico del Nilo e le specie di ciclidi, volendo trovare una spiegazione all’estinzione di massa di questi ultimi nel Lago Victoria. Analizzando la loro dieta, le loro perfomance di caccia e le loro funzionalità morfologiche, è emerso che queste specie di ciclidi presentano una minor apertura boccale del pesce persico (quasi la metà), che a sua volta comporta un forte aumento del loro tempo di processamento del cibo (i ciclidi possono impiegarci anche ore, mentre L. niloticus ingerisce efficientemente le prede in pochi minuti).

Le mandibole faringee sembrano quindi aver sfavorito i ciclidi nell’interazione competitiva con il persico del Nilo, tanto da aver facilitato la loro estinzione nel lago. Infatti, è proprio la competizione diretta con L. niloticus che ha comportato un significativo decremento demografico dei ciclidi proprio a causa della forte riduzione delle risorse disponibili, sottratte dal primo, per questi ultimi. In accordo a quanto detto, c’è il fatto che le specie di pesci che basano la loro dieta su altre fonti di cibo (es. alghe o conchiglie) si sono ridotte meno rispetto ai ciclidi piscivori. Non essendo predatori generalisti per via della loro innovativa conformazione mandibolare, non hanno infatti potuto sopperire a questa mancanza di risorse concentrandosi su prede più grandi. Nel complesso, lo studio mostra quindi la natura contingente dell’adattamento: innovazioni evolutive ritenute vantaggiose da un punto di vista evolutivo, possono risultare dannose per le stesse specie a seconda del contesto ecologico a cui sono sottoposte.


Riferimenti:
McGee M.D., Borstein S.R., Neches R.Y., Buescher H.H., Seehausen O. et Wainwright P.C. (2015). A pharyngeal jaw evolutionary innovation facilitated extinction in Lake Victoria cichlids. Science 350:1077-1079.