Quando volare non serve più: il caso del cormorano delle Galapagos

Un recente studio mostra i meccanismi genetici alla base della perdita della capacità di volare nel cormorano delle Galapagos. L’impossibilità di volare ha permesso lo sviluppo di altre abilità, come il nuoto, ed è probabilmente superflua nell’ambiente in cui tale specie vive. I ricercatori vogliono ora confrontare il DNA di questo cormorano con quello di altri uccelli non volatori, per verificare se condividono le stesse mutazioni

La perdita della capacità di volare si è evoluta più volte in maniera indipendente nella linea evolutiva degli uccelli. Nonostante la frequenza del fenomeno però, i meccanismi genetici che vi sono alla base rimangono ancora poco compresi. In uno studio pubblicato su Science, attraverso l’analisi del DNA di diverse specie di cormorano, alcuni ricercatori della UCLA University hanno contribuito a fare luce sulle cause genetiche dell’incapacità al volo da parte di alcuni uccelli.

I cormorani sono grandi uccelli acquatici diffusi in tutto il mondo, e vivono nelle zone costiere o nei pressi di laghi. I cormorani delle Galapagos (Phalacrocorax harrisi), che si trovano esclusivamente sulle isole di Isabela e Fernandina, sono gli unici, tra le circa 40 specie conosciute di cormorano, a non essere in grado di volare; tali animali possiedono arti anteriori molto ridotti, sono di grandi dimensioni rispetto ai congenerici e ottimi nuotatori, abilità che utilizzano per immergersi e procurarsi il cibo. Darwin li osservò e li studio per la prima volta intorno al 1830, quando a bordo del Beagle giunse nelle vicinanze delle 13 isolette dell’Oceano Pacifico conosciute anche come “Arcipelago di Colombo”.

I ricercatori, tra cui Darwin stesso, ritengono che l’impossibilità di volare abbia aiutato i cormorani a potenziare altre capacità, tra cui quella di nuotare (la cosiddetta selezione positiva); altri affermano invece che, come per molti altri uccelli insulari, ciò sia avvenuto poiché gli animali non avevano la necessità di migrare e per la concomitante mancanza di predatori (Pikaia ne ha già parlato qui). Anche se, come afferma il leader del gruppo di ricerca Leonid Kruglyak, le due ipotesi possono coesistere, a dare ulteriori spiegazioni sono i risultati ottenuti tramite l’analisi del DNA.

Leonid Kruglyak e colleghi hanno analizzato il DNA proveniente da esemplari di Phalacrocorax harrisi e da altre tre specie di cormorani volatori, per cercare di identificarne le cause genetiche dell’evoluzione “attera”. Da questo punto di vista, gli studiosi sono stati avvantaggiati poiché, a differenza di altri uccelli non volatori, come gli struzzi e i kiwi, le cui linee evolutive si sono separate da quelle degli altri uccelli volatori almeno 50 milioni di anni fa, i cormorani delle Galapagos hanno parenti molto più prossimi ed è stato dunque possibile ricostruirne i cambiamenti genetici avvenuti da circa 2 milioni di anni a questa parte.

Gli scienziati hanno identificato un gene, CUX1, che appare mutato nei cormorani delle Galapagos rispetto ai parenti volatori. Tale gene, era già stato identificato nel pollo come il responsabile dell’accorciamento delle ali. Le mutazioni presenti in Phalacrocorax harrisi si sono rivelate uniche, e stando ai ricercatori avrebbero alterato le funzioni di alcune proteine, influenzando negativamente le dimensioni delle ali. Sono state identificate anche numerose mutazioni a livello delle ciglia, strutture cellulari lunghe e sottili con importanti ruoli regolatori.

L’intenzione di Kruglyak è ora quella di analizzare il DNA di altre specie di uccelli non volatori, per verificare se condividono le stesse mutazioni e per cercare di aiutare i biologi a comprendere meglio l’evoluzione e lo sviluppo degli arti. Poiché le mutazioni a livello delle ciglia, nell’uomo sono correlate a patologie che impediscono il normale sviluppo dello scheletro, studiare tali caratteri negli uccelli potrebbe portare ad una maggiore comprensione anche di tali malattie.


Riferimento:
Alejandro Burga et al. A genetic signature of the evolution of loss of flight in the Galapagos cormorantScience, June 2017 DOI: 10.1126/science.aal3345

Immagine da Wikimedia Commons